JP6905018B2 - 粒子材料およびその形成方法 - Google Patents

Description

以下は、粒子材料、例えば、第１相および第２相を含む粒子材料、ならびに粒子材料を
形成する方法を対象とする。

研磨粒子、および研磨粒子から作製される研磨物品は、研削、仕上げ、および研磨を含
めた種々の材料除去操作に有用である。かかる研磨粒子は、研磨材料の種類にも依るが、
品物の製造において様々な材料および表面を成形または研削するのに有用であり得る。こ
れまで、三角形状の研磨粒子およびかかる対象物を組み込んだ研磨物品などの特定の幾何
学形状を有するある一定の種類の研磨粒子が考案されている。例えば、米国特許第５，２
０１，９１６号；同第５，３６６，５２３号；および同第５，９８４，９８８号を参照さ
れたい。

特定の形状を有する研磨粒子を製造するのに使用されている３つの基礎技術は、（１）
融解、（２）焼結、および（３）化学セラミックである。融解プロセスにおいて、研磨粒
子は、面が彫刻されていてもされていなくてもよいチルロール、溶融材料が注ぎ込まれて
いる金型、または酸化アルミニウム溶融物に浸漬されているヒートシンク材によって成形
され得る。例えば、米国特許第３，３７７，６６０号を参照されたい。これには、溶融研
磨材料を炉から冷却回転鋳造シリンダ上に流す工程と、該材料を迅速に固化させて薄い半
固体の湾曲シートを形成する工程と、該半固体材料を圧力ロールで緻密化する工程と、次
いで、半固体材料のストリップを迅速に駆動する冷却されたコンベヤを備えたシリンダか
ら引き離すことによって該ストリップの湾曲を反転させることにより、該ストリップを部
分的に破砕させる工程とを含むプロセスが開示されている。

焼結プロセスにおいて、研磨粒子は、直径が最大で１０μｍの粒径を有する耐火性粉末
から形成され得る。該粉末には、結着剤が、潤滑剤および好適な溶媒、例えば水と併せて
添加されてよい。得られる混合物、混合物またはスラリーは、種々の長さおよび直径を有
するプレートレットまたはロッドに成形され得る。例えば、米国特許第３，０７９，２４
２号を参照されたい。これには、焼成ボーキサイト材料から研磨粒子を作製する方法であ
って、（１）該材料を小さくして微粉末にする工程と、（２）陽圧下に圧縮して該粉末の
微粒子をグレインサイズの集塊にする工程と、（３）該粒子集塊をボーキサイトの融解温
度未満の温度で焼結して該粒子の限定された再結晶を誘発することにより、砥粒を直接製
造してサイジングする工程とを含む方法が開示されている。

化学セラミック技術は、場合により混合物中のコロイド分散液またはヒドロゾル（ゾル
と呼ばれる場合がある）を、他の金属酸化物前駆体の溶液によって、ゲル、または成分の
移動度を制限する任意の他の物理状態に変換することと、乾燥することと、焼成してセラ
ミック材料を得ることとを含む。例えば、米国特許第４，７４４，８０２号および同第４
，８４８，０４１号を参照されたい。

さらに、当該業界において、研磨粒子、および研磨粒子を使用する研磨物品の性能、寿
命および効率を改善する必要性が依然として存在する。

一態様によると、粒子材料を作製する方法は、原料粉末を付与することと、原料粉末に
添加剤を包含させることと、酸化物を含む第１相とリンおよび希土類元素を含む添加剤の
元素を含む第２相とを含む本体を有する粒子材料を形成することとを含み、第２相が、本
体の全体に亘って実質的に均一に分布されている。

別の態様によると、粒子材料は、第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナ
を有する第１相と、リンを含む第２相とを含む本体を含み、本体が、本体の全重量の少な
くとも約０．１重量％の第２相を含み、第２相が、約１ミクロン以下の平均グレイン径を
有する。

なお別の態様において、粒子材料は、アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を
含む第２相とを含む本体を有し、第２相が、本体を通して不均一に分散されており、第１
相が、約１０ミクロン以下の平均グレイン径を有する。

別の態様では、材料は、アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相と
を含む本体を含み、第２相が、本体の全体に亘って実質的に均一に分散されている。

なお別の態様によると、研磨粒子材料は、αアルミナを含む第１相とモナザイト（Ｌａ
ＰＯ_４）を含む第２相とを含む本体を有し、モナザイトが、アルミナのグレイン間に設けられており、第２相が、本体の全体に亘って実質的に均一に分散されている。

なお別の態様では、粒子材料のバッチは、少なくとも１つの所定の分類特性を有し、バ
ッチの粒子材料のそれぞれが、αアルミナを含む第１相とリンを含む第２相とを含む本体
を有する。

一態様において、成形研磨粒子は、第１相とモナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む第２相と
を含む本体を有する。

特定の一態様において、研磨物品は、結合材と、アルミナを含む第１相とリンを含む第
２相とを含む本体を有する研磨粒子材料とを含み、第２相が、本体の全体に亘って実質的に均一に分布されている。

さらに、なお別の態様において、粒子材料は、第１相とモナザイト（ＬａＰＯ_４）を含
む第２相とを含む本体を有し、第２相が、第１相のグレイン間に設けられている。

別の態様では、粒子材料は、アルミナを含む第１相とリンを含む第２相とを含む本体を
有し、第２相が、第１相のドメイン間に設けられている。

本開示は、添付の図を参照することによって、より良好に理解され得、その多数の特徴
および利点が、当業者に明らかとなる。
図１は、実施形態による粒子材料を形成するプロセスを示すフローチャートを含む。 図２Ａは、実施形態による、本体内に実質的に均一に分散された第２相を有する粒子材料の本体の図示を含む。 図２Ｂは、実施形態による、本体内に不均一に分散された第２相を有する粒子材料の図示を含む。 図２Ｃは、実施形態による、本体内に不均一に分散された第２相を含む粒子材料の図示を含む。 図３Ａは、実施形態による研磨粒子の斜視図の図示を含む。 図３Ｂは、図３Ａの研磨粒子の断面の図示を含む。 図４は、実施形態による成形研磨粒子の側面図を含む。 図５は、実施形態による粒子材料を含む研磨物品を含む。 図６は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図７は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図８は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図９は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図１０は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図１１は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図１２Ａは、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１２Ｂは、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１３は、従来の粒子と実施形態の代表的な粒子材料との間の比較研削試験での、特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。 図１４は、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１５は、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１６は、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１７は、本明細書における実施形態の代表的なサンプルにおける研削試験での、特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。

以下は、研磨粒子、成形研磨粒子などの形態の粒子材料を含めた、ある一定の組成を有
する粒子材料を形成する方法を対象とする。粒子材料は、例えば固定砥粒を含む例えば研
磨物品、例えば結合研磨物品、被覆研磨物品などを含めた種々の物品において用いられて
よい。

図１は、実施形態による粒子材料を形成するプロセスを示すフローチャートを含む。示
すように、該プロセスは、原料粉末を付与することによる工程１０１で開始され得る。少
なくとも１つの実施形態において、原料粉末は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸
炭化物、酸窒化物、酸ホウ化物、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材
料であってよい。ある一定の例において、原料粉末は、酸化物を含んでいてよい。さらに
、原料粉末は、アルミナを含んでよく、アルミナから本質的になっていてよい。一実施形
態において、原料粉末は、含水アルミナを含んでいてよい。別の実施形態において、原料
粉末は、αアルミナを含んでいてよい。

本明細書に記述されているように、原料粉末は、シード化材料（ｓｅｅｄｅｄ ｍａｔ
ｅｒｉａｌ）、例えば、シード化プロセシング経路を通して加工処理された材料を含むこ
とができる。すなわち、例えば、原料は、原料粉末内で特定の結晶相の成長を制御するよ
うに構成された化合物、錯体または元素であってよいシード材料（ｓｅｅｄ ｍａｔｅｒ
ｉａｌ）を含んでいてよい。シード化原料粉末は、原料粉末のさらなる加工処理の間に特
定の結晶相の形成を促進することができる低含有率のシード材料を含んでいてよい。１つ
の非限定的なシード化プロセシング経路は、本明細書に記載されている。他の例において
、原料粉末は、未シード材料を含んでいてよく、シード材料を実質的に含まなくてよい。

原料粉末を付与する工程は、アルミニウム原料を得ることによる粒子材料の合成を含む
ことができる。ある一定のアルミニウム原料は商業的に調達され得るが、他の例において
、アルミニウム原料が製造されてもよい。実施形態によると、形成プロセスは、分散、混
合、ゲル化、シード化、仮焼、成形、印刷、成型、押出、押圧、乾燥、粉砕、篩分け、選
別、およびこれらの組み合わせなどのプロセスを含むことができる。

本明細書に記述されているように、原料粉末は、例えばシード化経路によってアルミニ
ウム原料を製造することを含めて、粉末を製造することによって得られてよい。一実施形
態において、アルミニウム原料は、（例えば熱水処理によって）熱処理されてベーマイト
前駆体を粒子または結晶子から形成されるベーマイト粒子材料に変換することができる、
懸濁液（代替的にはゾルまたはスラリー）中のベーマイト前駆体およびベーマイトシード
を含むことができる。用語「ベーマイト」は、典型的にはＡｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏであり、か
つおよそ１５％の含水量を有する鉱物ベーマイト、ならびに１５％超、例えば２０〜３８
重量％の含水量を有する疑ベーマイトを含めたアルミナ水和物を表すのに本明細書におい
て一般に用いられる。ベーマイト（疑ベーマイトを含む）は、特定かつ識別可能な結晶構
造、および、これによる特有のＸ線回折パターンを有し、そのため、ベーマイト粒子材料
の製作のために本明細書において用いられる一般的な前駆体材料であるＡＴＨ（三水酸化
アルミニウム）などの他のアルミナ水和物を含めた他のアルミニウム材料とは区別される
ことに注意されたい。

好適なベーマイト粒子材料を形成した後、熱処理プロセスを実施して、水を除去してア
ルミナ材料を形成する多形転移を行うことができる。一態様によると、ベーマイト粒子材
料は、一次（ならびに二次および三次）アスペクト比の観点で本明細書に一般に記載され
ている比較的細長い形態を有することができ、ベーマイトの形態は、原料の粒子材料にお
いて大部分が保存される。

一次アスペクト比は、最長寸法対最長寸法に垂直な次に長い寸法の比として定義され、
一般には２：１以上、好ましくは３：１、４：１、または６：１以上である。針状粒子を
特に参照すると、該粒子は、第２最長寸法対第３最長寸法の比として定義される二次アス
ペクト比を参照してさらに特徴付けられ得る。二次アスペクト比は、一般には３：１以下
、典型的には２：１、またはさらには１．５：１以下、多くの場合、約１：１である。二
次アスペクト比は、最長寸法に垂直な平面における粒子の断面の幾何学形状を一般に記載
する。用語「アスペクト比」は、本明細書において、最長寸法対次に長い寸法の比を表す
のに用いられているため、一次アスペクト比と称される場合があることに注意されたい。

代替的には、ベーマイト粒子材料は、プレートまたはプレートレット状の輪郭を有して
いてよく、針状粒子に関連する上記の一次アスペクト比を有する細長い構造を一般に有し
てよい。しかし、プレートレット状の粒子は、一般に平面状であり一般に互いに平行であ
る対向する主面を一般に有する。また、プレートレット状の粒子は、一般には約３：１以
上、例えば約６：１以上、またはさらには１０：１以上の、針状粒子の二次アスペクト比
よりも大きい二次アスペクト比を有するとして特徴付けられ得る。

シード化プロセスを通して形成されたベーマイト粒子材料の形態は、比較的微細な粒子
または結晶子径を有することができる。一般に、平均ベーマイト材料粒径は、約１０００
ｎｍ以下であり、約１００〜１０００ｎｍの範囲内にある。他の実施形態は、さらに微細
な平均粒径、例えば、約８００ｎｍ、７５０ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ
以下、および微粒子材料を表す３００ｎｍより小さい平均粒径を有する粒子も有する。本
明細書において用いられているとき、高アスペクト比のベーマイト粒子材料に関連する「
平均粒径」は、粒子の平均最長または長さ寸法を表すのに用いられる。

ベーマイト粒子材料のアスペクト比および平均粒径に加えて、ベーマイト粒子材料の形
態は、比表面積の観点でさらに特徴付けられてよい。ここで、ベーマイト粒子材料の比表
面積を測定するのに、一般的に利用可能なＢＥＴ技術を利用した。本明細書における実施
形態によると、ベーマイト粒子材料は、一般に約１０ｍ２／ｇ以上、例えば、約５０ｍ^２
／ｇ、７０ｍ^２／ｇ、または約９０ｍ^２／ｇ以上の比較的高い比表面積を有していてよい
。比表面積は、粒子形態ならびに粒径の関数であるため、一般に実施形態の比表面積は、
約４００ｍ^２／ｇ未満、例えば約３５０または３００ｍ^２／ｇ未満であった。表面積に関
する具体的な範囲は、約７５ｍ^２／ｇ〜２００ｍ^２／ｇである。

シード化ベーマイト粒子材料が製造され得るプロセスの詳細に戻り、略楕円、針、また
はプレートレット状のベーマイトは、上記の共同所有特許、米国特許第４，７９７，１３
９号に一般に記載されている熱水処理によって、ベーマイト前駆体、典型的には、ボーキ
サイト鉱物を含めたアルミニウム材料から形成される。より詳細には、ベーマイト粒子材
料は、懸濁液においてベーマイト前駆体およびベーマイトシードを合わせ、該懸濁液（代
替的にはゾルまたはスラリー）を熱処理に供して、懸濁液において付与されるベーマイト
シードによってさらに影響される、原料のベーマイト粒子材料への変換を引き起こすこと
によって形成され得る。加熱は、自生環境（ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅ
ｎｔ）において、すなわち、オートクレーブにおいて一般に行われ、その結果、プロセシ
ングの間、高圧が発生されるようになっている。懸濁液のｐＨは、７未満または８超の値
から一般に選択され、ベーマイトシード材料は、約０．５ミクロンよりも微細な粒径を有
することができる。一般に、シード粒子は、約１重量％超の量のベーマイト前駆体（Ａｌ
_２Ｏ_３として算出）に存在し、加熱は、約１２０℃超、例えば約１２５℃超、またはさら
には約１３０℃超の温度および自生的に発生する圧力、典型的には約３０ｐｓｉで行われ
る。

例えば熱水処理、およびベーマイト変換による熱処理後、例えば限外ろ過プロセスを通
してまたは熱処理によって液体分を一般に除去して残存液体を蒸発させる。その後、得ら
れた塊を例えば１００メッシュで一般に粉砕する。本明細書に記載されている粒径は、あ
る一定の実施形態において残存し得る凝集塊（例えば、凝集材料と呼ばれるかかる生成物
）よりもむしろプロセシングを通して形成された個々の粒子を一般に記載していることに
注意されたい。

ある一定のプロセシング変数は、ベーマイト粒子材料の形成の間に変更されて、所望の
形態に影響し得る。これらの変数として、重量比、すなわち、ベーマイト前駆体対ベーマ
イトシードの比、プロセシングの間に用いられる特定の種類または種の酸または塩基（な
らびに相対的なｐＨレベル）、ならびに系の温度（自生的な熱水環境において圧力に直接
比例する）が挙げられる。

好適な酸および塩基として、硝酸などの鉱物酸、ギ酸などの有機酸、塩酸などのハロゲ
ン酸、ならびに硝酸アルミニウムおよび硫酸マグネシウムなどの酸性塩が挙げられる。効
果的な塩基として、例えば、アンモニアを含めたアミン、水酸化カリウムなどのアルカリ
水酸化物、例えば水酸化カルシウムなどのアルカリ性水酸化物、および塩基性塩が挙げら
れる。

プロセスは、本明細書における実施形態による後のプロセスにおいて用いられる原料粉
末であり得るベーマイト粒子材料を形成した後、アルミニウム材料を形成するためのベー
マイト粒子材料の熱処理をさらに含むことができる。特定の実施形態によると、熱処理は
、好適なアルミニウム材料を付与する特定のアルミナ相（例えば、γ、δ、θ、α）また
はアルミナ相の組み合わせへの転移を引き起こすのに十分な温度でのベーマイト粒子材料
の仮焼を含むことができる。明確化の目的で、アルミニウム材料は、高含有率（重量％）
のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、好ましくは、少なくとも約８０重量％、少なくとも９０重量
％、少なくとも９５重量％を含むまたはさらにはアルミナから本質的になるものである。
さらに、ベーマイト粒子材料は、より詳細に本明細書に記載されている、例えば添加剤の
付与を含めた、熱処理の前の他のプロセスに用いられてよい。

再び図１を参照すると、工程１０１および原料を付与した後、プロセスは、原料粉末に
添加剤を包含させることによる工程１０３において継続することができる。実施形態によ
ると、添加剤を含んでなる該プロセスは、原料粉末の細孔内に添加剤を付与することを含
む含浸プロセスを含むことができる。原料粉末の多孔性は、天然または人工プロセスを通
して得られ得る。例えば、原料粉末は、多孔質原料粉末の形成を促進する仮焼などの他の
技術を通してまず加工処理されてよく、その後、添加剤が原料粉末に添加されて含浸を促
進することができる。さらに、本明細書に記載のように、添加剤の包含を促進する仮焼の
前後に１以上のプロセスが利用されてよい。

ある一定の例において、含浸させるプロセスは、添加剤による原料粉末の多孔の充満を
含むことができる。充満は、添加剤によって原料粉末の細孔容積の少なくとも一部を満た
すことを含むことができる。さらに、充満プロセスは、添加剤によって多孔の過半数を満
たすことを含んでよく、より特定的には、添加剤により原料粉末の全細孔容積の実質的に
全てを満たすことを含んでよい。充満プロセス、過充満プロセスをさらに含んでよく、限
定されないが、浸漬、混合、撹拌、大気条件を超えて増加した圧力、大気条件未満の低減
された圧力、特定の大気条件（例えば、不活性雰囲気、還元性雰囲気、酸化性雰囲気）、
加熱、冷却、およびこれらの組み合わせを含めたプロセスを利用することができる。少な
くとも１つの特定の実施形態において、包含プロセスは、添加剤を含有する溶液に原料粉
末を浸漬することを含むことができる。

ある一定の例において、添加剤は、１を超える成分を含むことができる。例えば、添加
剤は、第１成分と、第１成分とは異なる第２成分とを含んでいてよい。実施形態によると
、第１成分は、希土類元素、より特定的には、少なくとも１つの希土類元素を含む化合物
を含んでいてよい。ある一定の実施形態によると、第１成分は、塩を含んでいてよく、希
土類元素を含む溶液として存在していてよい。例えば、第１成分は、硝酸塩溶液を含んで
いてよい。１つの特定の実施形態において、希土類元素として、ランタン（Ｌａ）を挙げ
ることができ、より特定的には、硝酸ランタンを挙げることができる。

先に記述されているように、添加剤は、第１成分とは異なる第２成分を含むことができ
る。例えば、第２成分は、リンなどの元素を含んでいてよい。また、第２成分は、リンを
含む化合物として存在していてよい。ある一定の実施形態では、第２成分は、リンを含む
溶液を含むことができる。いくつかの好適な溶液は、約７未満のｐＨを有することができ
る酸、約７超のｐＨを有することができる塩基、または、代替的には中性溶液を含むこと
ができる。１つの特定の例において、第２成分は、水素を含むことができ、より特定的に
は、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）として存在していてよい。

添加剤を包含させるプロセスは、原料粉末内に第１成分および第２成分の特定の組み合
わせを含むことができる。例えば、一実施形態において、添加剤を包含させるプロセスは
、第１期で第１成分を、第２期で第２成分を付与することを含むことができる。第１期お
よび第２期は、互いに同じであってよく、その結果、第１成分および第２成分が、原料粉
末に同時に添加され得るようになっている。さらに、別の実施形態において、第１成分お
よび第２成分は、異なる期で原料に添加され得る。例えば、第１成分が第２成分の前に添
加されてよい。代替的には、第１成分が第２成分の後に添加されてよい。

添加剤を包含させるプロセスは、原料粉末への第１成分の添加と第２成分の添加との間
に少なくとも１つのプロセスを実施することを含むことができる。例えば、第１成分の添
加と第２成分の添加との間に行われてよいいくつかの例示的なプロセスとして、混合、乾
燥、加熱、仮焼およびこれらの組み合わせを挙げることができる。１つの特定の実施形態
において、添加剤を包含させるプロセスは、原料粉末に第１成分を付与することと、原料
粉末への第１成分の添加の後に原料粉末を加熱することと、原料および第１成分の加熱の
後に原料粉末および第１成分に第２成分を付与することとを含んでいてよい。かかる加熱
プロセスが仮焼プロセスを含んでいてよいことが認識されよう。

仮焼プロセスは、特定の揮発性成分を除去し、多孔質原料の形成を促進するのに好適な
温度に原料粉末を加熱することを含むことができる。１つの特定の例において、仮焼プロ
セスは、少なくとも約３００℃の温度で行われ得る。他の例において、仮焼温度は、例え
ば、少なくとも約６００℃、少なくとも約７００℃、またはさらには少なくとも約７５０
℃を超えてよい。さらに、仮焼プロセスは、約１２００℃以下、例えば約１０００℃以下
、またはさらには約９００℃以下の温度で行われてよい。仮焼プロセスは、先に記述した
最小および最大値のいずれかの間の範囲内の温度で行われ得ることが認識されよう。

代替の実施形態によると、添加剤を包含させるプロセスは、ドーピングのプロセスを含
むことができる。ドーピングは、添加剤が、ある一定のプロセス、特に、原料粉末の仮焼
の前に、原料粉末と合わされるプロセスを含むことができる。ドーピングプロセスは、本
明細書における実施形態によると、第１成分および第２成分を含む添加剤を利用してもよ
い。特に、第１成分および第２成分の両方が、仮焼プロセスの前に原料粉末に添加されて
よい。

図１を再び参照すると、プロセスは、工程１０３における原料粉末に添加剤を包含させ
るプロセスが終了した後、粒子材料を形成することによる工程１０５において継続するこ
とができる。粒子材料は、酸化物を含む第１相と、例えば、リン、希土類元素、およびこ
れらの組み合わせを含めた、添加剤の少なくとも１つの元素を含む第２相とを有する本体
を含んでいてよい。

形成プロセスは、添加剤の第１成分および第２成分を合わせて粒子材料内に存在する第
２相の前駆体を形成することを含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、
形成プロセスは、添加剤の反応を含むことができ、より特定的には、添加剤の第１部の少
なくとも１つの元素と添加剤の第２部の少なくとも１つの元素との間の化学反応により第
２相の前駆体の形態の化学生成物を形成することを含んでいてよい。例えば、１つの例に
おいて、第２相の前駆体は、含水化合物、より特定的には、リンおよび希土類元素を含む
化合物を含むことができ、さらにより特定的には、第２相の前駆体は、少なくとも１つの
希土類元素およびリン酸塩を含む化合物の含水形態を含むことができるラブドフェーン（
Ｌａ）ＰＯ_４・（Ｈ_２Ｏ）を含んでいてよい。

実施形態によると、形成プロセスは、第２相の前駆体を第２相に変換することをさらに
含むことができる。一実施形態において、第２相の前駆体を第２相に変換するプロセスは
、温度、圧力、雰囲気、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つの適用または変更を
含むことができる。第２相の前駆体を第２相に変換することは、例えば水を含めたある一
定の種の揮発を含むことができる。さらに、該変換プロセスは、第２相の前駆体の結晶化
または結晶構造の変化を含むことができる。さらに別の実施形態において、該変換プロセ
スは、緻密化を含むことができる。

特定の実施形態によると、第２相の前駆体を第２相に変換するプロセスは、原料および
第２相の前駆体を焼成することを含むことができる。焼成プロセスは、材料の緻密化、お
よび例えばαアルミナを含む第１相の高温相の形成を含む焼結プロセスを含んでいてよい
。焼成は、少なくとも約５００℃、例えば、少なくとも約７００℃、またはさらには少な
くとも約８００℃の温度で行われてよい。さらに、焼成は、約１２００℃以下、例えば、
１１００℃以下、またはさらには約１０００℃以下である温度で行われてよい。焼成は、
上記最低および最高温度のいずれかの間の範囲内の温度で行われてよいことが認識されよ
う。

さらに、焼結は、特定の時間にわたって特定の雰囲気下に行われてよいことが認識され
よう。例えば、焼結は、周囲条件で少なくとも約１分間、またはさらには少なくとも約４
分、少なくとも約１時間、例えば、少なくとも約２時間、またはさらには少なくとも約３
時間行われてよい。さらに、焼結の際に利用される雰囲気として、酸化性雰囲気、還元性
雰囲気、または不活性雰囲気を挙げることができる。

実施形態によると、粒子材料は、形成プロセスが行われた後、理論密度の少なくとも約
９５％の密度を有することができる。他の例において、粒子材料は、理論密度の例えば少
なくとも約９６％、またはさらには少なくとも約９７％を超える密度を有していてよい。

粒子材料は、形成プロセスが行われた後、約１００ｍ^２／ｇ以下の比表面積を有してい
てよい。さらに他の実施形態において、粒子材料の比表面積は、約９０ｍ^２／ｇ以下、例
えば、８０ｍ^２／ｇ以下、またはさらには約１０ｍ^２／ｇ以下、またはさらには約１ｍ^２
／ｇ以下であってよい。さらに、粒子材料の比表面積は、少なくとも約０．０１ｍ^２／ｇ
、またはさらには少なくとも約０．０５ｍ^２／ｇであってよい。粒子材料の比表面積は、
上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であってよいことが認識されよう。

なお別の実施形態において、粒子材料は、所定の篩サイズの群から選択されてよい平均
粒径を有する本体を有することができる。例えば、本体は、約５ｍｍ以下、例えば、約３
ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、またはさらには約０．８ｍｍ以下の平均粒径を
有することができる。さらに、別の実施形態において、本体は、少なくとも約０．１μｍ
の平均粒径を有していてよい。本体は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の
範囲内の平均粒径を有していてよいことが認識されよう。

研磨産業において用いられる粒子は、使用前に所与の粒径分布に一般に等級分けされる
。かかる分布は、粗粒子から微粒子の粒径範囲を典型的には有する。研磨の分野において
、この範囲は、「粗」、「中」および「微」フラクションと称される場合がある。研磨産
業承認の等級分け基準によって等級分けされた研磨粒子は、数値限界内の各公称等級に粒
径分布を規定する。かかる産業承認の等級分け規格（すなわち、研磨産業が規定した公称
等級）として、米国規格協会（ＡＮＳＩ）基準、欧州研磨製品製造者連盟（ＦＥＰＡ）基
準、および日本工業規格（ＪＩＳ）基準として公知のものが挙げられる。

ＡＮＳＩの等級表示（すなわち、規定の公称等級）として：ＡＮＳＩ４、ＡＮＳＩ６、
ＡＮＳＩ８、ＡＮＳＩ１６、ＡＮＳＩ２４、ＡＮＳＩ３６、ＡＮＳＩ４０、ＡＮＳＩ５０
、ＡＮＳＩ６０、ＡＮＳＩ８０、ＡＮＳＩ１００、ＡＮＳＩ１２０、ＡＮＳＩ１５０、Ａ
ＮＳＩ１８０、ＡＮＳＩ２２０、ＡＮＳＩ２４０、ＡＮＳＩ２８０、ＡＮＳＩ３２０、Ａ
ＮＳＩ３６０、ＡＮＳＩ４００、およびＡＮＳＩ６００が挙げられる。ＦＥＰＡの等級表
示として、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ８０、
Ｐ１００、Ｐ１２０、Ｐ１５０、Ｐ１８０、Ｐ２２０、Ｐ３２０、Ｐ４００、Ｐ５００、
Ｐ６００、Ｐ８００、Ｐ１０００、およびＰ１２００が挙げられる。ＪＩＳの等級表示と
して、ＪＩＳ８、ＪＩＳ１２、ＪＩＳ１６、ＪＩＳ２４、ＪＩＳ３６、ＪＩＳ４６、ＪＩ
Ｓ５４、ＪＩＳ６０、ＪＩＳ８０、ＪＩＳ１００、ＪＩＳ１５０、ＪＩＳ１８０、ＪＩＳ
２２０、ＪＩＳ２４０、ＪＩＳ２８０、ＪＩＳ３２０、ＪＩＳ３６０、ＪＩＳ４００、Ｊ
ＩＳ６００、ＪＩＳ８００、ＪＩＳ１０００、ＪＩＳ１５００、ＪＩＳ２５００、ＪＩＳ
４０００、ＪＩＳ６０００、ＪＩＳ８０００、およびＪＩＳ１０，０００が挙げられる。
代替的には、成形研磨粒子２０は、ＡＳＴＭ Ｅ−１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉ
ｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｗｉｒｅ Ｃｌｏｔｈ ａｎｄ Ｓｉｅｖｅｓ ｆｏｒ Ｔ
ｅｓｔｉｎｇ Ｐｕｒｐｏｓｅｓ」に準拠する米国標準試験篩を使用して公称スクリーニ
ング等級に等級分けされてよい。ＡＳＴＭ Ｅ−１１は、表記された粒径に従った材料の
分類のための、枠に取り付けた織布ワイヤクロスの媒体を用いた試験篩の設計および構造
の要件を規定している。典型的な表記は、−１８＋２０のように表されてよく、これは、
研磨粒子がＡＳＴＭ Ｅ−１１の１８号篩の仕様を満たす試験篩を通過し、ＡＳＴＭ Ｅ
−１１の２０号篩の仕様を満たす試験篩に残されることを意味する。種々の実施形態にお
いて、粒子材料は：−１８＋２０、−２０／＋２５、−２５＋３０、−３０＋３５、−３
５＋４０、−４０＋４５、−４５＋５０、−５０＋６０、−６０＋７０、−７０／＋８０
、−８０＋１００、−１００＋１２０、−１２０＋１４０、−１４０＋１７０、−１７０
＋２００、−２００＋２３０、−２３０＋２７０、−２７０＋３２５、−３２５＋４００
、−４００＋４５０、−４５０＋５００、または−５００＋６３５を含む公称スクリーニ
ング等級を有することができる。代替的には、特注のメッシュサイズ、例えば、−９０＋
１００を用いることができる。粒子材料の本体は、より詳細に本明細書に記載されている
ように、成形研磨粒子の形態であってよい。

実施形態によると、第１相は、アルミナ、例えば、αアルミナを含んでいてよく、より
特定的には、αアルミナから本質的になっていてよい。ある一定の例において、本体は、
約１重量％以下の低温アルミナ相であるように形成されていてよい。本明細書において用
いられているとき、低温アルミナ相は、例えばギブサイト、ベーマイト、ダイアスポア、
ならびにかかる化合物および鉱物を含有する混合物を含めた、転移相アルミナ、ボーキサ
イトまたは含水アルミナを含むことができる。ある一定の低温アルミナ材料は、いくらか
の含有率の酸化鉄を含んでいてもよい。また、低温アルミナ相は、他の鉱物、例えば、針
鉄鉱、赤鉄鉱、カオリナイト、およびアナターゼを含んでいてよい。特定の例において、
粒子材料は、第１相としてのαアルミナから本質的になっていてよく、低温アルミナ相を
実質的に含まなくてよい。

さらに、粒子材料は、本体が、約１重量％以下の不純物元素を含むように形成されてい
てよい。いくつかの例示的な不純物元素として、遷移金属元素、アルカリ土類元素、アル
カリ元素、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。１つの特定の例において、
本体は、限定された量の水、例えば、本体の全重量の約１重量％以下の含有率の水を含む
ことができる。また、本体は、水を本質的に含まなくてよい。

一態様において、粒子材料は、第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナを
有する第１相を含む本体を有していてよい。他の実施形態では、本体は、第１相の全重量
の少なくとも約７１重量％のアルミナ、例えば、少なくとも約７５重量％、少なくとも約
７７重量％、少なくとも約８０重量％、少なくとも約８３重量％、少なくとも約８５重量
％、少なくとも約８８重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９３重量％、少な
くとも約９５重量％のアルミナを含むことができ、またはさらにはアルミナから本質的に
なることができる。

さらに、粒子材料は、本体の全重量の少なくとも約７０重量％の第１相を含む本体を有
することができる。他の例において、第１相の全含有率は、より高い、例えば、本体の全
重量の少なくとも約７５重量％、少なくとも約７７重量％、少なくとも約８０重量％、少
なくとも約８３重量％、少なくとも約８５重量％、少なくとも約８８重量％、少なくとも
約９０重量％、少なくとも約９３重量％、またはさらには少なくとも約９５重量％であっ
てよい。さらに、本体は、本体の全重量の約９９．５重量％以下、約９９重量％以下、ま
たはさらには約９８重量％以下の第１相を含んでいてよい。本体内の第１相の全含有率は
、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識され
よう。

なお別の実施形態において、粒子材料は、約５００μｍ以下の平均グレイン径を有する
結晶子を定義するグレインを有する第１相を含むことができる。さらに、他の例において
、第１相の平均グレイン径は、約２５０μｍ以下、例えば、約１００μｍ以下、約５０μ
ｍ以下、またはさらには約１μｍ以下であってよい。さらに、少なくとも１つの実施形態
において、第１相は、少なくとも約１ｎｍの平均グレイン径を有していてよい。第１相の
平均グレイン径は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得るこ
とが認識されよう。

本明細書に記述されているように、本体は、第２相をさらに含むことができる。本明細
書における実施形態によるある一定の粒子材料では、本体は、第１相および第２相から本
質的になることができる。１つの例において、本体は、本体の全重量の少なくとも０．１
重量％の第２相を含むことができる。他の実施形態では、本体内の第２相の含有率は、よ
り高い、例えば、少なくとも約０．２重量％、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約
０．５重量％、少なくとも約０．６重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０
．９重量％、少なくとも約１．０重量％、またはさらには少なくとも約１．１重量％であ
ってよい。さらに、本体内の第２相の含有率は、約３０重量％以下、例えば、約２０重量
％以下、約１５重量％以下、約１３重量％以下、約１２重量％以下、約１０重量％以下、
約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下、約５重量％以下、
約４重量％以下、約３重量％以下、またはさらには約２重量％以下であり得るように限定
されていてよい。本体内の第２相の含有率は、先に記述した最小および最大百分率のいず
れかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第２相は、平均グレイン径、組成、含有率、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少
なくとも１つによって、第１相と異なり得る。ある一定の例において、第２相は、希土類
元素、より特定的には、ランタノイドを含むことができる。希土類元素のいくつかの好適
な例として、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、およびこれらの組み合わせなどの材
料を挙げることができる。ある一定の実施形態では、希土類元素として、ランタンを挙げ
ることができ、希土類元素は、より特定的には、ランタンから本質的になっていてよい。
第２相は、単一の希土類元素から本質的になっていてよい。第２相は、ある一定の元素、
例えば、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、およびこれらの組み合わせを本質的に含まなくてよい。

実施形態によると、第２相は、酸化物を含むことができる。さらに、第２相は、リン酸
塩を含んでいてよい。特定の例において、第２相は、リン酸塩および少なくとも１つの希土類元素の過半数の含有率を含んでいてよい。例えば、第２相は、リン酸塩および少なくとも１つの希土類元素から本質的になることができ、より特定的には、モナザイト（ＬａＰＯ_４）から本質的になっていてよい。さらに、第２相は、結晶材料から本質的になっていてよい。また、第２相は、単斜晶構造を有する結晶材料を含んでいてよい。例えば、第２相は、結晶相から本質的になることができ、さらに、単斜晶構造から本質的になることができる。

一実施形態によると、本体は、比（Ｗ１／Ｗ２）：Ｗ１は本体の第１相の重量％を表し
、Ｗ２は本体の第２相の重量％を表す；を含むことができる。少なくとも１つの態様にお
いて、比（Ｗ１／Ｗ２）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも
約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なく
とも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには
少なくとも約７０であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｗ１／Ｗ２）は、約
１００以下、またはさらには約９５以下であり得る。本体は、先に付与された最小および
最大値のいずれかの間の範囲内の比（Ｗ１／Ｗ２）を有することができることが認識され
よう。

粒子材料は、特定の第１相および第２相のグレイン径比を含む本体を有することができ
る。例えば、本体は、第１平均グレイン径を有する第１相および第２平均グレイン径を有
する第２相を含むことができる。ある一定の例において、第２相の第２平均グレイン径は
、第１相のグレインの第１平均グレイン径より小さくてよい。また、少なくとも１つの態
様において、本体は、比（Ｇ１／Ｇ２）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ２は
第２相の平均グレイン径を表す；を有することができる。特定の実施形態によると、比（
Ｇ１／Ｇ２）は、少なくとも約１．１、例えば、少なくとも約１．５、少なくとも約２、
少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１
５、少なくとも約２０、またはさらには少なくとも約５０であり得る。さらに、少なくと
も１つの実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ２）は、約５００以下、例えば、約２００以下
、またはさらには約１００以下であってよい。本体は、上記最小および最大値のいずれか
の間の範囲内の比（Ｇ１／Ｇ２）を含むことができることが認識されよう。

一実施形態において、本体は、５００μｍ以下の平均グレイン径を有する第２相を含む
ことができる。他の例において、第２相の平均グレイン径は、より小さく、例えば、約２
５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、
約０．５μｍ以下、またはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第２相の平
均グレイン径は、少なくとも約１ｎｍ、例えば、少なくとも約０．０１μｍ、またはさら
には少なくとも約０．１μｍであってよい。第２相は、先に記述した最小および最大値の
いずれかの間の範囲内の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

第２相は、ドメイン内または本体内に存在する他の相のいずれかのドメイン間に設けら
れ得る。ドメインは、二次元で見たときに単一の結晶または同じもしくは実質的に同じ配
列を有する結晶群を含むことができる。一実施形態において、第２相は、他の相のいずれ
かのグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第２相の過半数が、本明細書
における実施形態に記載されている相のいずれかの間に粒間相（すなわち、グレイン境界
におけるグレイン間）として設けられていてよい。例えば、第２相の全含有率の少なくと
も６０％が、第１相のグレイン境界に設けられ得る。他の実施形態において、グレイン境
界に設けられている第２相の量は、より多く、例えば、第２相の少なくとも約７０％、第
２相の少なくとも約８０％、第２相の少なくとも約９０％であり得、またはさらには、い
くつかの例において、第２相の本質的に全てが、第１相のグレイン境界に設けられ得る。

なお別の実施形態において、第２相は、本体内に存在する他の相のいずれかのグレイン
内に設けられていてよく、より特定的には、第２相の過半数が、本明細書における実施形
態に記載されている相のいずれかのグレインのいずれかの中の粒内相（すなわち、グレイ
ン内）として設けられ得る。例えば、第２相の過半数が、第１相のグレインまたはドメイ
ン内に設けられ得る。

なお別の実施形態において、第２相は、特定の形態を有していてよい。例えば、ある一
定の例において、第２相は、（例えば、ＳＥＭを用いて）二次元で見たとき、例えば、限
定されないが、等軸の、細長い、楕円の、針状の、不規則な形状などを含めたある一定の
形状を有することができる。１つの特定の実施形態において、第２相は、少なくとも約１
．５：１の長さ：幅のアスペクト比：ここで、長さは、二次元で見たときの第２相の最長
寸法であり、幅は、該長さに垂直に延在し、該長さよりも短い寸法を定義する寸法である
；を含む細長い形態を有することができる。他の実施形態では、第２相の長さ：幅のアス
ペクト比は、少なくとも約１．８：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、
少なくとも約３：１、またはさらには少なくとも約５：１であり得る。かかる形態は、本
明細書における実施形態における粒子材料の本体内に存在する任意の相に適用できること
が認識されよう。

実施形態によると、本体は、本体の体積内で第２相の特定の分布を有するように形成さ
れ得る。例えば、第２相は、本体内において一体相であってよい。また、第２相は、本体
の全体積にわたって実質的に均一に分散されていてよい。図２Ａは、本体内に実質的に均
一に分散されている第２相を含む粒子材料の図示を含む。示すように、粒子材料２００は
、第１相２０２および第２相２０３から形成され得る本体２０１を有する粒子を含む。本
体２０１は、主として第１相２０２からできていてよく、第２相２０３は、第１相２０２
と比較して低含有率で存在していてよい。さらに示すように、第２相２０３は、本体２０
１の体積を通して実質的に均一に分散されていてよく、その結果、本体２０１の異なる部
分の統計学的に適切でランダムなサンプリングを得るとき、該異なる各サンプリング間で
第２相２０３の含有率が実質的に同じであるようになっている。ある一定の実施形態にお
いて、標準偏差を基準にすることができる第２相の変動は、本体の第２相の平均値の約２
０％以下であってよく、これは、式（ＡＶＧ／ＳＴＤＥＶ）×１００％：式中、ＡＶＧは
、異なる部分のそれぞれに関する第２相の平均含有率を表し、ＳＴＤＥＶは、サンプリン
グに関する第２相の標準偏差を表す；によって算出される。

代替的には、第２相は、本体内に不均一に分散されていてよい。例えば、一実施形態に
おいて、本体は、本体の中心領域における第２相の含有率と比較して、本体の周辺領域に
おける第２相の含有率が異なっていてよい。ある一定の例において、本体は、本体の中心
領域における第２相の含有率と比較して、本体の周辺領域における第２相の含有率が高く
てよい。別の実施形態において、本体は、本体の中心領域と比較して外表面における第２
相の含有率が高くてよい。さらに、１つの代替の実施形態において、第２相の含有率は、
周辺領域における第２相の含有率と比較して中心領域において多くてよい。

図２Ｂは、本体内に不均一に分散されている第２相を含む粒子材料の図示を含む。示す
ように、粒子材料２１０は、第１相２０２および第２相２０３から形成され得る本体２１
１を有する粒子を含むことができる。第２相２０３は、本体２１１の体積にわたって不均
一に分散され得る。特に、本体２１１は、中心領域２１５内の第２相２０３の含有率と比
較して、周辺領域２１３内の第２相２０３の含有率が高くてよい。かかる例において、第
２相２１３は、本体２１１における「ハロ」を作り出しているように見える。本体２１１
の周辺領域２１３は、第２相２０３の少なくとも過半数を包含する距離で外表面２１２か
ら本体２１１内に延在することができる。特定の例において、周辺領域２１３は、外表面
２１２と、外表面２１２と本体の体積中点２１６との間の境界２１４との間の第２相の少
なくとも約９０％を包含する領域によって定義され得る。例えば、周辺領域２１３は、本
体の全体積の少なくとも約５％、例えば、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、ま
たはさらには少なくとも約２５％を含んでいてよい。本体２１１の中心領域２１５は、本
体の体積中点２１６を包囲し、境界２１４に三次元で延在する領域であってよい。中心領
域は、本体の全体積の少なくとも約５％、例えば、少なくとも約１０％、少なくとも約２
０％、またはさらには少なくとも約２５％であってよい。上記図示は限定的でなく、種々
の粒子が、異なるサイズおよび形状の周辺領域および中心領域を形成するように作製され
てよいことが認識されよう。

また、第２相は、粒子材料の本体の体積を通して他の不均一な様式で分布され得ること
が認識されよう。例えば、図２Ｃは、一実施形態による、本体内に不均一に分散された第
２相を含む粒子材料の図示を含む。示すように、粒子材料２２０は、第１相２０２および
第２相２０３から形成され得る本体２２１を有する粒子を含むことができる。第２相２０
３は、本体２２１を通して不均一に分散されていてよく、特に、第２相の含有率は、本体
２２１内で、外部表面２２２において最も高くてよく、また、第２相の含有率は、外部表
面２２２から本体２２１内の体積中点２２６に向かう距離が増加するに従って減少してよ
い。また、ある一定の例において、粒子材料の本体２２１は、薄い領域２２５を有するこ
とができ、ここでは、本体２２１の体積は、厚い領域２２７と比較して小さい。一実施形
態によると、第２相２０３の不均一な分布の状態では、薄い領域２２５は、第２相２０３
の濃度（すなわち、単位体積当たりの第２相の量）が、厚い領域２２７内での第２相２０
３の濃度と比較して、高くなっていてよい。

本体内での第２相のある一定の分布を記載している上記実施形態は、粒子材料の他の相
と同じであり得ることが認識されよう。例えば、より詳細に本明細書に記載されているよ
うに、粒子材料は、第１および第２相とは異なるさらなる相（例えば、第３相、第４相、
第５相など）を含むことができ、かかる相は、本体の体積を通して実質的に均一に分布さ
れ得、代替的には、不均一な様式で分布されていてよい。例えば、一実施形態において、
粒子材料は、本体の体積内で不均一な分布の第２相および第３相を有する本体を含むこと
ができる。より特定的には、本体は、周辺領域における第２相の含有率が、中心領域と比
較して高くてよく、本体は、中心領域における第３相の含有率が、周辺領域と比較して高
くてもよい。さらに、他の例において、本体は、異なる分布特性を有する複数の相を含む
ことができる。例えば、第２相は、本体の体積を通して実質的に均一に分布されていてよ
く、第３相は、本体を通して不均一に分布されていてよい。

ある一定の実施形態において、本体は、平均グレイン径、組成、含有率、結晶構造、お
よびこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、第１相および第２相と異なり得る第
３相をさらに含んでいてよい。例えば、第３相は、単一の希土類元素を含んでいてよい。
第３相の希土類元素は、第２相の希土類元素と同じであってよい。さらに、代替の実施形
態において、第３相の希土類元素は、第２相の希土類元素と異なっていてよい。少なくと
も１つの本明細書における実施形態によると、粒子材料は、第１相、第２相、および第３
相から本質的になる本体を含むことができる。本明細書における実施形態による他の代替
の粒子材料は、第１相、第２相、第３相、および第４相から本質的になる本体を含むこと
ができる。なお他の例において、本体は、第１相、第２相、第３相、および第５相から本
質的になることができる。

第３相は、本体内の一体相であってよい。また、第３相は、本体の全体積を通して実質
的に均一に分散されていてよい。代替的には、第３相は、例えば、限定されないが、本明
細書における実施形態に記載されている「ハロ」様式で設けられていることを含めて、本
体内に不均一に分散されていてよい。加えて、第３相は、ドメイン内にまたは本体内に存
在する他の相のいずれかのドメイン間に設けられ得る。なお別の実施形態において、第３
相は、他の相のいずれかのグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第３相
の過半数が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかの間（すなわち、
グレイン境界におけるグレイン間）の粒間相として設けられていてよい。代替的には、第
３相は、本体内に存在する他の相のいずれかのグレイン内に設けられ得、より特定的には
、第３相の過半数が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかのグレイ
ンのいずれかの中に（すなわち、グレイン内に）粒内相として設けられ得る。

第３相は、酸化物、例えば、アルミナ、より特定的には、アルミナと希土類元素との組
み合わせを含んでいてよい。１つの特定の例において、第３相は、アルミン酸ランタン（
ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８）、またはアルミン酸ランタン化合物（例えば、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ
_１９）を含んでいてよい。さらに、第３相は、アルミン酸ランタンまたはアルミン酸ラン
タン化合物から本質的になることができる。

ある一定の例において、粒子材料は、特定の比（Ｗ１／Ｗ３）：Ｗ１は本体の第１相の
重量％を表し、Ｗ３は本体内の第３相の重量％を表す；を有する本体を含む。少なくとも
１つの態様において、比（Ｗ１／Ｗ３）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．
１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくと
も約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、
またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、別の実施形態において比（Ｗ１／
Ｗ３）は、約１００以下、またはさらには約９５以下であり得る。本体は、先に付与され
た最小および最大値のいずれかの間の範囲内の比（Ｗ１／Ｗ３）を有することができるこ
とが認識されよう。

さらに、別の態様において、粒子材料は、比（Ｗ３／Ｗ２）：Ｗは本体内の第２相の重
量％を表し、Ｗ３は本体内の第３相の重量％を表す；を有する本体を含むことができる。
特定の例において、比（Ｗ３／Ｗ２）は、少なくとも約０．１、例えば、少なくとも約０
．３、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７、少なくとも約０．９、少なくとも約１
、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約４、少なく
とも約６、またはさらには少なくとも約１０であり得る。さらに、なお別の実施形態にお
いて、本体は、約１０以下、例えば、約７以下、約５以下、約３以下、約２．５以下、約
２．２以下、約２以下、約１．５以下、約１以下、約０．９以下、またはさらには約０．
７以下である比（Ｗ３／Ｗ２）を有することができる。比（Ｗ３／Ｗ２）は、上記最小ま
たは最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本体は、本体の全重量の特定の含有率の第３相を有するように形成されてよい。例えば
、本体は、本体の全重量の少なくとも約０．１重量％の第３相を含んでいてよい。他の例
において、本体は、本体の全重量の、より高い含有率、例えば、少なくとも約０．２重量
％、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．６重量％
、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．８重量％、少なくとも約０．９重量％、
少なくとも約１重量％、またはさらには少なくとも約１．１重量％の第３相を含んでいて
よい。さらに、別の実施形態において、粒子材料は、本体が、本体の全重量の約３０重量
％以下の第３相を含むように形成され得る。他の例において、本体内の第３相の含有率は
、より少なく、例えば、約２０重量％以下、約１５重量％以下、約１３重量％以下、約１
２重量％以下、約１０重量％以下、約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、
約６重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、またはさらには約２．５重量％以下
であり得る。本体は、第３相の含有率が、先に記述した最小および最大百分率のいずれか
の間の範囲内であり得ることが認識されよう。

別の実施形態によると、粒子材料は、第３相の平均グレイン径が、第１相および第２相
の平均グレイン径に対して特定の関係を有するように形成され得る。例えば、粒子材料は
、第１平均グレイン径を含む第１相と第３平均グレイン径を含む第３相とを有する本体を
含むことができる。ある一定の例において、第１相は、第３相の第３平均グレイン径とは
異なる第１平均グレイン径を有することができる。より特定的には、本体は、比（Ｇ１／
Ｇ３）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ３は第３相の平均グレイン径を表す；
を含むことができる。少なくとも１つの例において、比（Ｇ１／Ｇ３）は、約５以下、例
えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下
であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ３）は、少なくとも約０．２
、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１
．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る
。比（Ｇ１／Ｇ３）は、先に記述した最小または最大値のいずれかの間の範囲内の値を有
することができることが認識されよう。

ある一定の実施形態では、第２相は、第３相の第３平均グレイン径とは異なる第２平均
グレイン径を有することができ、より特定的には、第３相の第３平均グレイン径よりも小
さくてよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ２／Ｇ３）：Ｇ２は第２相の
第２平均グレイン径を表し、Ｇ３は第３相の第３平均グレイン径を表す；を有することが
できる。比（Ｇ２／Ｇ３）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少な
くとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくと
も約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比
（Ｇ２／Ｇ３）は、約３以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以
下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ２／Ｇ３）は、先に記述した最小
および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本体は、５００μｍ以下の平均グレイン径を有する第３相を含むことができる。他の例
において、第３相の平均グレイン径は、より小さい、例えば、約２５０μｍ以下、約１０
０μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、ま
たはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第３相の平均グレイン径は、少な
くとも約０．１μｍ、少なくとも約少なくとも約１μｍ、少なくとも約３μｍ、少なくと
も約５μｍ、またはさらには少なくとも約１０μｍであってよい。第３相は、先に記述し
た最小および最大値の範囲内の平均グレイン径を有することができることが認識されよう
。

なお別の実施形態によると、粒子材料は、本体が第４相を含むように形成されていてよ
い。第４相は、第１相、第２相、および／または第３相と異なり得る。第４相は、平均グ
レイン径、組成、含有率、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つによっ
て、第１相、第２相、および第３相と異なり得る。第４相は、本体内の一体相であってよ
い。また、第４相は、本体の全体積を通して実質的に均一に分散されていてよい。代替的
には、第４相は、例えば、限定されないが、本明細書における実施形態に記載されている
「ハロ」様式で設けられていることを含めて、本体内に不均一に分散されていてよい。加
えて、第４相は、ドメイン内にまたは本体内に存在する他の相のいずれかのドメイン間に
設けられ得る。第４相は、他の相のいずれかのグレイン境界に設けられていてよく、より
特定的には、第４相の過半数が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれ
かの間（すなわち、グレイン境界におけるグレイン間）の粒間相として設けられていてよ
い。代替的には、第４相は、本体内に存在する他の相のいずれかのグレイン内に設けられ
得、より特定的には、第４相の過半数が、本明細書における実施形態に記載されている相
のいずれかのグレインのいずれかの中に（すなわち、グレイン内に）粒内相として設けら
れ得る。

ある一定の本明細書における実施形態は、第１相、第２相、および第４相から本質的に
なる本体を有する粒子材料を含むことができる。本明細書における実施形態による他の代
替の粒子材料は、第１相、第２相、第３相、および第４相から本質的になる本体を含むこ
とができる。なお他の例において、本体は、第１相、第２相、第４相、および第５相から
本質的になることができる。

一実施形態によると、第４相は、無機材料、例えば、酸化物、より特定的には、金属酸
化物化合物を含むことができる。第４相は、遷移金属元素を含んでいてよく、より特定的
には、クロムを含んでいてよい。１つの特定の実施形態によると、第４相は、酸化クロム
を含むことができ、酸化クロムから本質的になっていてよい。

本体は、特定の含有率の第４相を含んでいてよい。例えば、少なくとも１つの実施形態
において、本体は、本体の全重量の少なくとも０．２重量％の第４相を含むことができる
。他の例において、本体内の第４相の含有率は、より高い、例えば、少なくとも約０．３
重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．８重
量％、少なくとも約０．９重量％、少なくとも約１．０重量％、またはさらには少なくと
も約１．１重量％であってよい。さらに、本体内の第４相の含有率は、約２０重量％以下
、例えば、約１５重量％以下、約１０重量％以下、約８重量％以下、約５重量％以下、約
４重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、またはさらには約２重量％以下で
あってよい。本体内の第４相の全含有率は、先に記述した最小および最大値のいずれかの
間の範囲内であってよいことが認識されよう。

一実施形態によると、本体は、第１相の含有率に対して特定の量の第４相を含有するこ
とができる。例えば、本体は、比（Ｗ１／Ｗ４）：Ｗ１は本体内の第１相の重量％を表し
、Ｗ４は本体内の第１相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、
比（Ｗ１／Ｗ４）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．
５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約
１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なく
とも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ１／Ｗ４）は、約１００以下、またはさらには約
９５以下であってよい。比（Ｗ１／Ｗ４）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範
囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

実施形態によると、粒子材料は、本体が第２相の含有率に対して特定の含有率の第４相
を含むように形成されていてよい。例えば、本体は、比（Ｗ４／Ｗ２）：Ｗ２は本体内の
第１相の重量％を表し、Ｗ４は本体内の第１相の重量％を表す；を有することができる。
実施形態によると、比（Ｗ４／Ｗ２）は、約０．１、例えば、少なくとも約０．３、少な
くとも約０．５、少なくとも約０．７、少なくとも約０．９、少なくとも約１、またはさ
らには少なくとも約１．１であり得る。なお別の実施形態において、比（Ｗ４／Ｗ２）は
、約１０以下、例えば、約７以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさ
らには約０．８以下であってよい。比（Ｗ４／Ｗ２）は、上記最小または最大値のいずれ
かの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

さらに、本体は、第４相の含有率に対して特定の含有率の第３相を有することができる
。例えば、本体は、比（Ｗ３／Ｗ４）：Ｗ３は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ４は本
体内の第１相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ３／
Ｗ４）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なく
とも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少な
くとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０
であり得る。さらに、比（Ｗ３／Ｗ４）は、約１００以下、またはさらには約９５以下、
約８０以下、約５０以下、約３０以下、約１０以下、約５以下、約３以下、約２以下、約
１以下、またはさらには約０．８以下であってよい。比（Ｗ３／Ｗ４）は、上記最小およ
び最大値のいずれかの間の範囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

別の実施形態によると、粒子材料は、第４相の平均グレイン径が、第１相、第２相、お
よび／または第３相の平均グレイン径に対して特定の関係を有するように、形成され得る
。例えば、粒子材料は、第１平均グレイン径を含む第１相と第４平均グレイン径を有する
第４相とを有する本体を含むことができる。特定の例において、第１相は、第４相の第４
平均グレイン径とは異なる第１平均グレイン径を有することができる。より特定的には、
本体は、比（Ｇ１／Ｇ４）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ４は第１相の平均
グレイン径を表す；を含むことができる。少なくとも１つの例において、比（Ｇ１／Ｇ４
）は、約５以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさ
らには約０．２以下であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ４）は、
少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約
１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なく
とも約３であり得る。比（Ｇ１／Ｇ４）は、先に記述した最小または最大値のいずれかの
間の範囲内の値を有することができることが認識されよう。

第２相は、第４相の第４平均グレイン径とは異なる第２平均グレイン径を有することが
でき、より特定的には、第４相の第４平均グレイン径以下であってよい。少なくとも１つ
の例において、本体は、比（Ｇ２／Ｇ４）：Ｇ２は第２相の第２平均グレイン径を表し、
Ｇ４は第４相の第４平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ２／Ｇ４）は
、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも
約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少な
くとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ２／Ｇ４）は、例えば、
約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であっ
てよい。比（Ｇ２／Ｇ４）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内で
あり得ることが認識されよう。

第３相は、第４相の第４平均グレイン径とは異なる第３平均グレイン径を有することが
でき、より特定的には、第４相の第４平均グレイン径より大きくても小さくてもよい。少
なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ３／Ｇ４）：Ｇ３は第３相の第３平均グレイ
ン径を表し、Ｇ４は第４相の第４平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ
３／Ｇ４）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８
、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、または
さらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ３／Ｇ４）
は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．
２以下であってよい。比（Ｇ３／Ｇ４）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの
間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第４相を含む本体を有する粒子材料では、本体は、特定の第４相の平均グレイン径を有
していてよい。例えば、第４相の平均グレイン径は、５００μｍ以下であり得る。他の例
において、第４相の平均グレイン径は、より小さい、例えば、約２５０μｍ以下、約１０
０μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、ま
たはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第４相の平均グレイン径は、少な
くとも約１ｎｍ、例えば、少なくとも約０．０１μｍ、少なくとも約０．１μｍ、少なく
とも約少なくとも約１μｍ、少なくとも約３μｍ、少なくとも約５μｍ、またはさらには
少なくとも約１０μｍであってよい。第４相は、先に記述した最小および最大値の範囲内
の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

実施形態によると、粒子材料は、第５相を有する本体を含むことができる。第５相は、
平均グレイン径、含有率、組成、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つ
によって、第１相、第２相、第３相、および第４相と異なり得る。第５相は、本体内の一
体相であってよい。また、第５相は、本体の全体積を通して実質的に均一に分散されてい
てよい。代替的には、第５相は、例えば、限定されないが、本明細書における実施形態に
記載されている「ハロ」様式で設けられていることを含めて、本体内に不均一に分散され
ていてよい。加えて、第５相は、ドメイン内にまたは本体内に存在する他の相のいずれか
のドメイン間に設けられ得る。なお別の実施形態において、第５相は、他の相のいずれか
のグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第５相の過半数が、本明細書に
おける実施形態に記載されている相のいずれかの間（すなわち、グレイン境界におけるグ
レイン間）の粒間相として設けられていてよい。代替的には、第５相は、本明細書におけ
る実施形態に記載されている相のいずれかのグレインのいずれかの中に（すなわち、グレ
イン内に）粒内相として設けられてよく、より特定的には、第５相の過半数が、粒内相と
して存在していてよい。

さらに、任意の実施形態における任意の相への言及は、該相の全てが存在する必要があ
るわけではないことが認識されよう。例えば、第３相および／または第４相が存在するこ
となく、第５相が本体内に存在していてよい。ある一定の本明細書における実施形態は、
第１相、第２相、および第５相から本質的になる本体を有する粒子材料を含むことができ
る。本明細書における実施形態による他の粒子材料は、第１相、第２相、第３相、および
第５相から本質的になる本体を含むことができる。なお他の例において、本体は、第１相
、第２相、第４相、および第５相から本質的になることができる。

本体は、リン、より特定的には、リン酸塩（ＰＯ_４）を含む化合物を有していてよい第
５相を含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、第５相は、リンと、アル
ミナ、クロム、およびこれらの任意の組み合わせからなる群の少なくとも１つの元素とを
含む化合物を含むことができる。別の実施形態において、第５相は、リン酸塩を含まなく
てよい。また、第５相は、希土類元素を本質的に含まない化合物から形成されてよい。

本体は、特定の含有率の第５相を含んでいてよい。例えば、少なくとも１つの実施形態
において、本体は、本体の全重量の少なくとも０．２重量％の第５相を含むことができる
。他の例において、本体内の第５相の含有率は、とり高い、例えば、少なくとも約０．３
重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．８重
量％、少なくとも約０．９重量％、少なくとも約１．０重量％、またはさらには少なくと
も約１．１重量％であってよい。さらに、本体内の第５相の含有率は、約２０重量％以下
、例えば、約１５重量％以下、約１０重量％以下、約８重量％以下、約５重量％以下、約
４重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、またはさらには約２重量％以下で
あってよい。本体内の第５相の全含有率は、先に記述した最小および最大値のいずれかの
間の範囲内であってよいことが認識されよう。

本体は、他の相に対して特定の含有率の第５相を含んでいてよい。例えば、本体は、第
５相と比較して、より高い含有率の第１相を含むことができる。加えてまたは代替的に、
本体は、第５相と比較して、より高い含有率の第２相を含むことができる。また、本体は
、第５相と比較して、より高い含有率の第３相および第４相を含んでいてよい。

一実施形態によると、本体は、第１相の含有率に対して特定の量の第５相を含有するこ
とができる。例えば、本体は、比（Ｗ１／Ｗ５）：Ｗ１は本体内の第１相の重量％を表し
、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、
比（Ｗ１／Ｗ５）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．
５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約
１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なく
とも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ１／Ｗ５）は、約１００以下、またはさらには約
９５以下であってよい。比（Ｗ１／Ｗ５）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範
囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

粒子材料は、本体が第２相の含有率に対して特定の含有率の第５相を含むように形成さ
れていてよい。例えば、本体は、比（Ｗ５／Ｗ２）：Ｗ２は本体内の第１相の重量％を表
し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を有することができる。実施形態によると、
比（Ｗ５／Ｗ２）は、約１０以下、例えば、約７以下、約３以下、約１以下、約０．８以
下、約０．５以下、約０．３以下、またはさらには約０．１以下であってよい。さらに、
少なくとも１つの実施形態において、比（Ｗ５／Ｗ２）は、少なくとも約０．１、例えば
、少なくとも約０．３、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７、少なくとも約０．９
、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なく
とも約３、またはさらには少なくとも約５であり得る。比（Ｗ５／Ｗ２）は、上記最小ま
たは最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

さらに、本明細書における実施形態によるある一定の粒子材料は、特定の第３相の含有
率対第５相の含有率比を有する本体を含んでいてよい。例えば、本体は、比（Ｗ３／Ｗ５
）：Ｗ３は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を含
むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ３／Ｗ５）は、少なくとも約１、例えば
、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なく
とも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、
少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ３／Ｗ
５）は、約１００以下、またはさらには約９５以下、約８０以下、約５０以下、約３０以
下、約１０以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさらには約０．８以
下であってよい。比（Ｗ３／Ｗ５）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の
値を有していてよいことが認識されよう。

一態様において、本明細書における実施形態による粒子材料は、特定の第４相の含有率
対第５相の含有率比を有する本体を含んでいてよい。例えば、本体は、比（Ｗ４／Ｗ５）
：Ｗ４は本体内の第４相の重量％を表し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を含む
ことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ４／Ｗ５）は、少なくとも約１、例えば、
少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくと
も約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少
なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ４／Ｗ５
）は、約１００以下、またはさらには約９５以下、約８０以下、約５０以下、約３０以下
、約１０以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさらには約０．８以下
であってよい。比（Ｗ４／Ｗ５）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の値
を有していてよいことが認識されよう。

別の実施形態によると、粒子材料は、第５相の平均グレイン径が、第１相、第２相、第
３相、および／または第４相の平均グレイン径に対して特定の関係を有することができる
ように形成され得る。例えば、粒子材料は、第１平均グレイン径を含む第１相と第５平均
グレイン径を有する第５相とを有する本体を含むことができる。特定の例において、第１
相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第１平均グレイン径を有することができる
。より特定的には、本体は、比（Ｇ１／Ｇ５）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、
Ｇ５は第５相の平均グレイン径を表す；を含むことができる。少なくとも１つの例におい
て、比（Ｇ１／Ｇ５）は、約５以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０
．５以下、またはさらには約０．２以下であり得る。さらに、別の実施形態において、比
（Ｇ１／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０
．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、ま
たはさらには少なくとも約３であり得る。比（Ｇ１／Ｇ５）は、先に記述した最小または
最大値のいずれかの間の範囲内の値を有することができることが認識されよう。

ある一定の実施形態では、第２相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第２平均
グレイン径を有することができ、より特定的には、第５相の第５平均グレイン径より大き
くても小さくてもよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ２／Ｇ５）：Ｇ２
は第２相の第２平均グレイン径を表し、Ｇ５は第５相の第５平均グレイン径を表す；を有
することができる。比（Ｇ２／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０
．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５
、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態に
よると、比（Ｇ２／Ｇ５）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以
下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ２／Ｇ５）は、先に記述した最小
および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第３相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第３平均グレイン径を有することが
でき、より特定的には、第５相の第５平均グレイン径より大きくても小さくてもよい。少
なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ３／Ｇ５）：Ｇ３は第３相の第３平均グレイ
ン径を表し、Ｇ５は第５相の第５平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ
３／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８
、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、または
さらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ３／Ｇ５）
は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．
２以下であってよい。比（Ｇ３／Ｇ５）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの
間の範囲内であり得ることが認識されよう。

ある一定の実施形態では、第４相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第４平均
グレイン径を有することができ、より特定的には、第５相の第５平均グレイン径より大き
くても小さくてもよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ４／Ｇ５）：Ｇ４
は第４相の第４平均グレイン径を表し、Ｇ５は第５相の第５平均グレイン径を表す；を有
することができる。比（Ｇ４／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０
．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５
、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態に
よると、比（Ｇ４／Ｇ５）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以
下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ４／Ｇ５）は、先に記述した最小
および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第５相を含む本体を有する粒子材料では、本体は、第５相の特定の平均グレイン径を有
していてよい。例えば、第５相の平均グレイン径は、５００μｍ以下であり得る。他の例
において、第５相の平均グレイン径は、より小さい、例えば、約２５０μｍ以下、約１０
０μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、ま
たはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第５相の平均グレイン径は、少な
くとも約１ｎｍ、例えば、少なくとも約０．０１μｍ、少なくとも約０．１μｍ、少なく
とも約少なくとも約１μｍ、少なくとも約３μｍ、少なくとも約５μｍ、またはさらには
少なくとも約１０μｍであってよい。第５相は、先に記述した最小および最大値の範囲内
の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

なお別の実施形態において、本体は、成形研磨粒子の形態であることができる。成形研
磨粒子は、所定の形状を有するように構成された本体を有することができる。成形研磨粒
子は、不規則な形状を一般に有する従来の粉砕グレインと異なっていてよい。成形研磨粒
子は、バッチとして考えると、必ずしも必要ではないが、１つ以上の形成条件と関連する
ことができる１つ以上の特徴によって特徴付けられ得、その結果、該１つ以上の特徴によ
り、粒子間実質的な複製ができるようになっている。また、該１つ以上の特徴は、バッチ
において少なくとも過半数の粒子内で明白であることができる。従来の粉砕グレインは、
ランダムな形状を一般に有する。成形研磨粒子は、限定されないが、印刷、成型、押圧、
刻印、鋳造、押出、切削、破砕、加熱、冷却、結晶化、圧延、エンボス加工、堆積、エッ
チング、摩損、およびこれらの組み合わせを含めた種々の加工処理方法を通して得られ得
る。

成形研磨粒子を形成する１つの非限定的なプロセスは、セラミック材料および液体を含
む混合物を形成することによって開始され得る。特に、混合物は、セラミック粉末材料お
よび液体から形成されるゲルであり得、ここで、ゲルは、グリーン（すなわち、未焼成）
状態でも所与の形状を実質的に保持する能力を有する形状安定性材料として特徴付けられ
得る。実施形態によると、ゲルは、個々の粒子の一体化されたネットワークとしてセラミ
ック粉末材料から形成され得る。混合物は、好適なレオロジー特性を有するようにある一
定の含有率の固体材料、液体材料、および添加剤を含有していてよい。すなわち、ある一
定の例において、混合物は、ある一定の粘度、より特定的には、本明細書に記述されてい
るプロセスを通して形成され得る寸法的に安定な相の材料を形成する好適なレオロジー特
性を有することができる。寸法的に安定な相の材料は、特定の形状を有しかつ該形状を実
質的に維持するように形成され得る材料であり、これにより、該形状が、最終的に形成さ
れる対象物に実質的に存在するようになっている。

セラミック粉末材料は、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、お
よびこれらの組み合わせを含むことができる。特定の例において、セラミック材料は、ア
ルミナを含むことができる。より詳細には、セラミック材料は、αアルミナの前駆体であ
ってよいベーマイト材料を含んでいてよい。混合物は、特定の含有率の固体材料、例えば
、セラミック粉末材料を有するように形成され得る。例えば、一実施形態において、混合
物は、混合物の全重量の少なくとも約２５重量％かつ約７５重量％以下の固形分を有する
ことができる。さらに、混合物１０１は、例えば、混合物１０１の全重量の少なくとも約
２５重量％かつ約７５重量％以下の液体分を含めた、特定の液体材料分を有するように形
成され得る。

さらに、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成を促進す
るために、混合物は、特定の貯蔵弾性率、例えば、少なくとも約１×１０^４Ｐａ、少なく
とも約４×１０^４Ｐａ、またはさらには少なくとも約５×１０^４Ｐａを有することができ
る。しかし、少なくとも１つの非限定的な実施形態において、混合物は、約１×１０^７Ｐ
ａ以下、例えば、約２×１０^６Ｐａ以下の貯蔵弾性率を有していてよい。混合物１０１の
貯蔵弾性率は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが
認識されよう。貯蔵弾性率は、ペルチェプレート温度制御システムを備えたＡＲＥＳまた
はＡＲ−Ｇ２回転レオメータを用いて、平行プレートシステムによって測定され得る。試
験では、互いにおよそ８ｍｍ離れるように設定された２つのプレート間のギャップ内に混
合物１０１を押し出すことができる。ゲルをギャップ内に押し出した後、ギャップを画定
する２つのプレートの間の距離を、混合物１０１がプレート間のギャップを完全に満たす
まで２ｍｍまで低減する。過剰の混合物を拭き取った後、ギャップを０．１ｍｍだけ減少
させて、試験を開始する。試験は、２５ｍｍの平行プレートを使用してディケイド（ｄｅ
ｃａｄｅ）につき１０点を記録する、６．２８ｒａｄ／ｓ（１Ｈｚ）で０．１％〜１００
％の間のひずみ範囲の装置設定にて実行される振動ひずみ掃引試験である。試験終了後１
時間以内に、ギャップを再び０．１ｍｍだけ減少させ、試験を繰り返す。試験を少なくと
も６回繰り返すことができる。第１試験は、第２および第３試験と異なっていてよい。各
試験片について第２および第３試験からの結果のみを報告する。

さらに、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成を促進す
るために、混合物は、特定の粘度を有することができる。例えば、混合物は、少なくとも
約４×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約５×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６×１０^３Ｐａ
・ｓ、少なくとも約８×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約１０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくと
も約２０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約３０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約４０×１
０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約５０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６０×１０^３Ｐａ・ｓ
、少なくとも約６５×１０^３Ｐａ・ｓの粘度を有することができる。少なくとも１つの非
限定的な実施形態において、混合物は、約１００×１０^３Ｐａ・ｓ以下、約９５×１０^３
Ｐａ・ｓ以下、約９０×１０^３Ｐａ・ｓ以下、またはさらには約８５×１０^３Ｐａ・ｓ以
下の粘度を有していてよい。混合物の粘度は、先に記述した最小および最大値のいずれか
の間の範囲内であり得ることが認識されよう。粘度は、上記の貯蔵弾性率と同様に測定さ
れ得る。

また、混合物は、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成
を促進するために、例えば、液体とは異なり得る有機添加剤を含めた特定の含有率の有機
材料を有するように形成され得る。いくつかの好適な有機添加剤として、安定剤、結着剤
、例えば、フルクトース、スクロース、ラクトース、グルコース、ＵＶ硬化性樹脂などを
挙げることができる。

とりわけ、成形研磨粒子を形成するプロセスは、従来の形成操作において用いられるス
ラリーとは異なり得る混合物を利用してよい。例えば、混合物内の有機材料、特に、先に
記述した任意の有機添加剤の含有率は、混合物内の他の成分と比較して少量であってよい
。少なくとも１つの実施形態において、混合物は、混合物の全重量の約３０重量％以下の
有機材料を有するように形成され得る。また、混合物は、本明細書における実施形態によ
る成形研磨粒子の加工処理および形成を促進するために、液体とは異なる特定の含有率の
酸または塩基を有するように形成され得る。いくつかの好適な酸または塩基として、硝酸
、硫酸、クエン酸、塩素酸、酒石酸、リン酸、硝酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム
を挙げることができる。

混合物を成形し、前駆体成形研磨粒子を形成するのに、種々のシステムが用いられてよ
い。さらに、スクリーン印刷操作を含む１つの特定の実施形態において、混合物は、ダイ
開口部を通して、適用ゾーン内での押出の際に押し出されるように構成され得、複数の開
口部を有するスクリーンが、ダイ開口部下で移動することができる。実施形態によると、
開口部は、種々の形状、例えば、多角形、楕円、数字、ギリシャアルファベット文字、ラ
テンアルファベット文字、ロシアアルファベット文字、多角形状の組み合わせを含む複合
形状、およびこれらの組み合わせを含めた、スクリーンの長さ（ｌ）および幅（ｗ）によ
って画定される平面において見たときの二次元形状を有することができる。特定の例にお
いて、開口部は、二次元多角形状、例えば、三角形、矩形、四角形、五角形、六角形、七
角形、八角形、九角形、十角形、およびこれらの組み合わせを有していてよい。開口部の
形状は、成形研磨粒子の１つ以上の特徴の実質的な形成を促進することができる。

ダイ開口部を通してスクリーンにおける開口部内に混合物を押し進めた後、前駆体成形
研磨粒子を、スクリーンの下に設けられたベルトに印刷することができる。混合物をスク
リーンの開口部内に押し出すプロセスの間、ベルトは、スクリーンに接触していてよい。
代替的には、ベルトは、スクリーンから離間していてよい。とりわけ、混合物を、スクリ
ーンを通して迅速に押し進めてよく、その結果、開口部内での混合物の平均滞留時間を、
約２分未満、約１分未満、約４０秒未満、またはさらには約２０秒未満とすることができ
る。特定の非限定的な実施形態において、混合物は、スクリーン開口部を通って移動する
とき、印刷の際に実質的に変更されることがなく、これにより、元の混合物に由来する成
分の量の変化を経験せず、また、スクリーンの開口部における相当な乾燥を経験しなくて
よい。

前駆体成形研磨粒子は、種々の処理プロセスが行われ得る一連のゾーンを通して転換さ
れてよい。いくつかの好適な例示的な処理プロセスは、乾燥、加熱、硬化、反応、照射、
混合、撹拌、振とう、平坦化、仮焼、焼結、連通、篩分け、ドーピング、およびこれらの
組み合わせを含むことができる。一実施形態によると、前駆体成形研磨粒子は、場合によ
る形成ゾーンを通して転換されてよく、ここで、粒子の少なくとも１つの外表面が、本明
細書における実施形態に記載されているように成形されてよい。さらに、前駆体成形研磨
粒子は、１つ以上の添加剤が前駆体成形研磨粒子に適用され得る適用ゾーンを通して転換
されてよく、これは、本明細書における実施形態に記載されている、添加剤を原料粉末に
付与する同じプロセスであり得る。適用ゾーン内では、添加剤材料は、例えば、噴霧、浸
漬、堆積、含浸、移送、穿孔、切削、押圧、およびこれらの任意の組み合わせを含めた種
々の方法を利用して適用されてよい。さらに、前駆体成形研磨粒子は、後形成ゾーンを通
してベルトにおいて転換されてよく、ここで、例えば、乾燥、焼成、焼結を含めた種々の
プロセスが、前駆体成形研磨粒子において行われて、成形研磨粒子を形成することができ
る。

別の実施形態によると、本明細書における実施形態の粒子材料は、バッチの一部であっ
てよい。粒子材料のバッチは、限定されないが、平均粒径、粒子形状、密度、比表面積、
硬度、脆性、粒子の色、硬度、脆性、靱性、密度、比表面積、およびこれらの組み合わせ
を含めた少なくとも１つの所定の分類特性を有することができる。

１つの特定の実施形態によると、粒子材料のバッチは、第１の複数の粒子材料を含む第
１部と、第２の複数の粒子材料を含む第２部とを含むことができる。とりわけ、第１の複
数の粒子材料は、１つ以上の所定の分類特性または他の粒子パラメータに基づいて、第２
部とは異なっていてよい。例えば、第１部と第２部との間の差は、限定されないが、平均
粒径、組成、サイズ、形状、硬度、脆性、靱性、密度、比表面積、およびこれらの組み合
わせを含めた因子に基づいていてよい。１つの例において、第１部は、第１含有率のリン
含有材料包含第２相を有する粒子材料を含むことができ、バッチ内の粒子材料の第２部は
、第１部からの第１含有率の第２相材料とは異なる、第２含有率のリン含有材料包含第２
相材料を有することができる。さらに、他の実施形態において、第１部および第２部内の
第２相材料の含有率は、実質的に同じであってよい。

別の実施形態において、第１部は、粒子材料の各本体内に第２相の第１分散液を有する
粒子材料を含むことができ、バッチの第２部は、粒子材料を含むことができ、ここで、各
粒子材料は、第１部内の第２相の分散液の性質とは異なり得る第２相分布を有する本体を
有している。例えば、第１部は、粒子材料を含むことができ、ここで、第１部内の各粒子
材料の本体は、本体の体積を通して実質的に均一に分散され得る第２相を有している。対
照的に、バッチは、第２部を含んでいてもよく、ここで、第２部の粒子材料の各本体は、
例えば、本体内の第２相の「ハロ」配置を含めた、不均一に分散された第２相を有してい
る。

他の実施形態において、バッチは、複数の粒子材料、より顕著には、約５０％以下の粒
子間変動の第２相を含むことができる。本明細書における粒子間変動への言及は、バッチ
の粒子材料の統計学的に適切でランダムなサンプリングから得られ得る、バッチの粒子材
料内の第２相の標準偏差を含んでいる。したがって、第２相の粒子間変動は、バッチ内の
粒子間からの第２相の含有率の変動の尺度であり得る。他の実施形態において、第２相の
粒子間変動は、より低い、例えば、約４０％以下、約３０％以下、約２０％以下、約１５
％以下、約１０％以下、またはさらには約５％以下であり得る。

成形研磨粒子の本体は、特定の二次元形状を有することができる。例えば、本体は、多
角形状、楕円形状、数字、ギリシャアルファベット文字、ラテンアルファベット文字、ロ
シアアルファベット文字、多角形状の組み合わせを含む複合形状、およびこれらの組み合
わせを有する、長さおよび幅によって画定される平面において見たときの二次元形状を有
することができる。特定の多角形状として、三角形、矩形、四角形、五角形、六角形、七
角形、八角形、九角形、十角形、これらの任意の組み合わせが挙げられる。例えば、星形
状粒子、十字形状粒子、三角錐形状粒子などの他の不規則な多角形状が利用されてもよい
。

図３Ａは、一実施形態による研磨粒子の斜視図の図示を含む。加えて、図３Ｂは、図３
Ａの研磨粒子の断面図示を含む。本体３０１は、上面３０３と、上面３０３に対向する主
底面３０４とを含む。上面３０３および底面３０４は、側面３０５、３０６、および３０
７によって互いに分離され得る。示すように、成形研磨粒子３００の本体３０１は、上面
３０３の平面において見たとき略三角形状を有することができる。特に、本体３０１は、
図３Ｂに示す長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）を有することができ、これは、本体３０１の底面３
０４において測定されてよく、隅部３１３から本体３０１の中点３８１を通って本体の対
向する縁部３１４における中点まで延在していてよい。代替的には、本体は、第２長さま
たはプロファイル長さ（Ｌｐ）によって定義されてよく、これは、第１隅部３１３から隣
接する隅部３１２までの、上面３０３における側面図からの本体の寸法の尺度である。と
りわけ、Ｌｍｉｄｄｌｅの寸法は、隅部における高さ（ｈｃ）と、隅部と対向する中点縁
部における高さ（ｈｍ）との間の距離を定義する長さであり得る。寸法Ｌｐは、ｈ１とｈ
２との間の距離を定義する、粒子の側部に沿ったプロファイル長さであり得る。本明細書
において、長さへの言及は、ＬｍｉｄｄｌｅまたはＬｐのいずれかへの言及であり得る。

本体３０１は、本体の最長寸法でありかつ側部に沿って延在する幅（ｗ）をさらに含む
ことができる。成形研磨粒子は、高さ（ｈ）をさらに含むことができ、これは、本体３０
１の側面によって定義される方向における長さおよび幅に垂直な方向に延在する、成形研
磨粒子の寸法であってよい。とりわけ、より詳細に本明細書において記載するように、本
体３０１は、本体における場所に応じて種々の高さで定義されてよい。特定の例において
、幅は、長さ以上であってよく、長さは、高さ以上であってよく、幅は、高さ以上であっ
てよい。

また、本明細書における、任意の寸法特性（例えば、ｈ１、ｈ２、ｈｉ、ｗ、Ｌｍｉｄ
ｄｌｅ、Ｌｐなど）への言及は、バッチの単一の粒子の寸法、メジアン値、またはバッチ
からの粒子の好適なサンプリングの分析から誘導される平均値への言及であり得る。明確
に記述されていない限り、寸法特性への本明細書における言及は、粒子のバッチの好適な
粒子数のサンプルサイズから誘導される統計学的に有意な値に基づくメジアン値への言及
とみなされ得る。とりわけ、本明細書におけるある一定の実施形態では、サンプルサイズ
は、粒子のバッチからランダムに選択された少なくとも４０個の粒子を含むことができる
。粒子のバッチは、単一のプロセス動作から収集される粒子群であってよく、より特定的
には、市販グレードの研磨製品を形成するのに好適な量の成形研磨粒子、例えば、少なく
とも約２０ｌｂｓの粒子を含んでいてよい。

実施形態によると、成形研磨粒子の本体３０１は、隅部３１３によって定義される、本
体の第１領域における第１隅部高さ（ｈｃ）を有することができる。とりわけ、隅部３１
３は、本体３０１における最大高さの点を表してよいが、隅部３１３における高さは、必
ずしも、本体３０１における最大高さの点を表しているわけではない。隅部３１３は、上
面３０３、ならびに２つの側面３０５および３０７の接合により定義される、本体３０１
における点または領域として定義されてよい。本体３０１は、例えば、隅部３１１および
隅部３１２を含めた、互いに離間した他の隅部をさらに含んでいてよい。さらに示すよう
に、本体３０１は、隅部３１１、３１２、および３１３によって互いに分離されていてよ
い縁部３１４、３１５、および３１６を含むことができる。縁部３１４は、上面３０３と
側面３０６との交差によって定義され得る。縁部３１５は、隅部３１１および３１３間の
上面３０３および側面３０５の交差によって定義され得る。縁部３１６は、隅部３１２お
よび３１３間の上面３０３および側面３０７の交差によって定義され得る。

さらに示すように、本体３０１は、本体の第２端部において第２中点高さ（ｈｍ）を含
むことができ、これは、隅部３１３によって定義される第１端部と対向していてよい縁部
３１４の中点における領域によって定義され得る。軸３５０は、本体３０１の２つの端部
間に延在していてよい。図３Ｂは、隅部３１３と縁部３１４の中点との間の長さ（Ｌｍｉ
ｄｄｌｅ）の寸法に沿って本体の中点３８１を通して延在していてよい軸３５０に沿った
本体３０１の断面図示である。

実施形態によると、例えば、図３Ａおよび３Ｂの粒子を含めた、本明細書における実施
形態の成形研磨粒子は、ｈｃとｈｍとの間の差の尺度である平均高さ差を有することがで
きる。本明細書における慣例のために、平均高さ差は、ｈｃ−ｈｍとして一般に特定され
るが、これは、差の絶対値を定義しており、平均高さ差は、縁部３１４の中点における本
体３０１の高さが、隅部３１３における高さを超えるときに、ｈｍ−ｈｃとして算出され
てよいことが認識されよう。より特定的には、平均高さ差は、好適なサンプルサイズ、例
えば、本明細書において定義されるように、バッチからの少なくとも４０個の粒子からの
複数の成形研磨粒子に基づいて算出され得る。粒子の高さｈｃおよびｈｍは、ＳＴＩＬ（
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｅｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅｓ ｄｅ
ｌａ Ｌｕｍｉｅｒｅ − Ｆｒａｎｃｅ）Ｍｉｃｒｏ Ｍｅａｓｕｒｅ ３Ｄ Ｓｕｒ
ｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ（白色光（ＬＥＤ）色収差技術）を用いて測定され
得、平均高さ差は、サンプルからのｈｃおよびｈｍの平均値に基づいて算出され得る。

図３Ｂに示すように、１つの特定の実施形態において、成形研磨粒子の本体３０１は、
本体における異なる場所での平均高さ差を有していてよい。本体は、第１隅部高さ（ｈｃ
）と第２中点高さ（ｈｍ）との間の絶対値［ｈｃ−ｈｍ］であり得る平均高さ差を有する
ことができ、これは、少なくとも約２０ミクロンである。平均高さ差は、縁部の中点にお
ける本体３０１の高さが、対向する隅部における高さを超えるとき、ｈｍ−ｈｃとして算
出されてよいことが認識されよう。他の例において、平均高さ差［ｈｃ−ｈｍ］は、少な
くとも約２５ミクロン、少なくとも約３０ミクロン、少なくとも約３６ミクロン、少なく
とも約４０ミクロン、少なくとも約６０ミクロン、例えば、少なくとも約６５ミクロン、
少なくとも約７０ミクロン、少なくとも約７５ミクロン、少なくとも約８０ミクロン、少
なくとも約９０ミクロン、またはさらには少なくとも約１００ミクロンであり得る。１つ
の非限定的な実施形態において、平均高さ差は、約３００ミクロン以下、例えば、約２５
０ミクロン以下、約２２０ミクロン以下、またはさらには約１８０ミクロン以下であり得
る。平均高さ差は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得るこ
とが認識されよう。また、平均高さ差は、ｈｃの平均値に基づき得ることが認識されよう
。例えば、隅部における本体の平均高さ（Ａｈｃ）は、全ての隅部における本体の高さを
測定し、該値の平均をとることによって算出され得、１つの隅部における単一の高さ値（
ｈｃ）とは異なっていてよい。したがって、平均高さ差は、式［Ａｈｃ−ｈｉ］の絶対値
によって与えられ得る。さらに、平均高さ差は、成形研磨粒子のバッチからの好適なサン
プルサイズから算出されるメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）、およびサンプルサイズにおける
全ての粒子の隅部における平均高さを用いて算出され得ることが認識されよう。したがっ
て、平均高さ差は、式［Ａｈｃ−Ｍｈｉ］の絶対値によって与えられてよい。

特定の例において、本体３０１は、少なくとも１：１の値を有する、幅：長さとして表
される比である一次アスペクト比を有するように形成され得る。他の例において、本体は
、一次アスペクト比（ｗ：ｌ）が少なくとも約１．５：１、例えば、少なくとも約２：１
、少なくとも約４：１、またはさらには少なくとも約５：１であるように形成され得る。
さらに、他の例において、研磨粒子は、本体が、約１０：１以下、例えば、９：１以下、
約８：１以下、またはさらには約５：１以下である一次アスペクト比を有するように形成
され得る。本体３０１が、先に記述した比のいずれかの間の範囲内の一次アスペクト比を
有することができることが認識されよう。さらに、本明細書における高さへの言及は、研
磨粒子の測定可能な最大高さであることが認識されよう。研磨粒子は、研磨粒子１００の
本体１０１内の異なる位置において異なる高さを有していてよいことが後述されている。

研磨粒子は、本体３０１が、一次アスペクト比に加えて、長さ：高さの比：高さは内側
のメジアン高さ（Ｍｈｉ）である；として定義され得る二次アスペクト比を含むように形
成され得る。ある一定の例において、二次アスペクト比は、約５：１と約１：３との間、
例えば、約４：１と約１：２との間、またはさらには約３：１と約１：２との間の範囲内
であり得る。

別の実施形態によると、研磨粒子は、本体３０１が、幅：高さの比：高さは、内側のメ
ジアン高さ（Ｍｈｉ）である；として定義される三次アスペクト比を含むように形成され
得る。本体１０１の三次アスペクト比は、約１０：１と約１．５：１との間、例えば、８
：１と約１．５：１との間、例えば、約６：１と約１．５：１との間、またはさらには約
４：１と約１．５：１との間の範囲内であり得る。

一実施形態によると、成形研磨粒子の本体３０１は、性能の改善を促進し得る特定の寸
法を有することができる。例えば、１つの例において、本体は、本体における任意の隅部
と対向する中点縁部との間の寸法に沿って測定される、本体の高さの最小寸法であり得る
内部高さ（ｈｉ）を有することができる。本体が略三角形の二次元形状である特定の例に
おいて、内部高さ（ｈｉ）は、３つの隅部の各々と対向する中点縁部との間で取られる３
つの測定での本体の高さの最小寸法（すなわち、底面３０４と上面３０５との間の尺度）
であってよい。成形研磨粒子の内側本体の高さ（ｈｉ）は、図３Ｂに示されている。一実
施形態によると、内部高さ（ｈｉ）は、幅の少なくとも約２８％（ｗ）であり得る。任意
の粒子の高さ（ｈｉ）は、成形研磨粒子を薄片化または標本化かつ研削し、十分に見て（
例えば、光学顕微鏡またはＳＥＭ）本体３０１の内側の最小高さ（ｈｉ）を求めることに
よって測定され得る。１つの特定の実施形態において、高さ（ｈｉ）は、幅の少なくとも
約２９％、例えば、本体の幅の少なくとも約３０％、またはさらには少なくとも約３３％
であり得る。１つの非限定的な実施形態では、本体の高さ（ｈｉ）は、幅の約８０％以下
、例えば、約７６％以下、約７３％以下、約７０％以下、幅の約６８％以下、幅の約５６
％以下、幅の約４８％以下、またはさらには幅の約４０％以下であり得る。本体の高さ（
ｈｉ）は、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが
認識されよう。

成形研磨粒子のバッチを製造することができ、ここで、性能の改善を促進し得るメジア
ン内部高さ値（Ｍｈｉ）を制御することができる。特に、バッチのメジアン内部高さ（ｈ
ｉ）は、上記と同様にバッチの成形研磨粒子のメジアン幅に関係し得る。とりわけ、メジ
アン内部高さ（Ｍｈｉ）は、バッチの成形研磨粒子のメジアン幅の少なくとも約２８％、
例えば、少なくとも約２９％、少なくとも約３０％、またはさらには少なくとも約３３％
であり得る。１つの非限定的な実施形態では、本体のメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）は、幅
の約８０％以下、例えば、約７６％以下、約７３％以下、約７０％以下、約６８％以下、
幅の約５６％以下、幅の約４８％以下、またはさらにはメジアン幅の約４０％以下であり
得る。本体のメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）は、先に記述した最小および最大百分率のいず
れかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

さらに、成形研磨粒子のバッチは、好適なサンプルサイズからの寸法特性の標準偏差に
よって測定される改善された寸法均一性を示すことができる。一実施形態によると、成形
研磨粒子は、バッチからの好適なサンプルサイズの粒子に関しての内部高さ（ｈｉ）の標
準偏差として算出され得る内部高さ変動（Ｖｈｉ）を有することができる。一実施形態に
よると、内部高さ変動は、約６０ミクロン以下、例えば、約５８ミクロン以下、約５６ミ
クロン以下、またはさらには約５４ミクロン以下であり得る。１つの非限定的な実施形態
において、内部高さ変動（Ｖｈｉ）は、少なくとも約２ミクロンであり得る。本体の内部
高さ変動は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認
識されよう。

別の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、少なくとも約４００ミクロンの内部高さ（
ｈｉ）を有することができる。より特定的には、高さは、少なくとも約４５０ミクロン、
例えば、少なくとも約４７５ミクロン、またはさらには少なくとも約５００ミクロンであ
ってよい。さらなる１つの非限定的な実施形態において、本体の高さは、約３ｍｍ以下、
例えば、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約８００ミクロン以下であり
得る。本体の高さは、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得る
ことが認識されよう。また、上記値の範囲は、成形研磨粒子のバッチのメジアン内部高さ
（Ｍｈｉ）値を代表し得ることが認識されよう。

本明細書におけるある一定の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、例えば、幅≧長さ
、長さ≧高さ、および幅≧高さを含めた特定の寸法を有することができる。より特定的に
は、成形研磨粒子の本体は、少なくとも約６００ミクロン、例えば、少なくとも約７００
ミクロン、少なくとも約８００ミクロン、またはさらには少なくとも約９００ミクロンの
幅（ｗ）を有することができる。１つの非限定的な例において、本体は、約４ｍｍ以下、
例えば、約３ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の幅を有するこ
とができる。本体の幅は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり
得ることが認識されよう。また、上記値の範囲は、成形研磨粒子のバッチのメジアン幅（
Ｍｗ）を代表し得ることができることが認識されよう。

成形研磨粒子の本体は、例えば、少なくとも約０．４ｍｍ、例えば、少なくとも約０．
６ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、またはさらには少なくとも約０．９ｍｍの長さ（Ｌｍ
ｉｄｄｌｅまたはＬｐ）を含めた特定の寸法を有することができる。さらに、少なくとも
１つの非限定的な実施形態では、本体は、約４ｍｍ以下、例えば、約３ｍｍ以下、約２．
５ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の長さを有することができる。本体の長さは、
先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。
また、上記値の範囲は、より特定的には、成形研磨粒子のバッチのメジアン中間長さ（Ｍ
Ｌｍｉｄｄｌｅ）またはメジアンプロファイル長さ（ＭＬｐ）であってよいメジアン長さ
（Ｍｌ）を表すことができることが認識されよう。

成形研磨粒子は、特定の量のディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）を有する本体を含むこと
ができ、ここで、ディッシング値（ｄ）は、内側での本体の高さ（ｈｉ）の最小寸法と比
較した隅部における本体の平均高さ（Ａｈｃ）との間の比として定義され得る。隅部にお
ける本体の平均高さ（Ａｈｃ）は、全ての隅部における本体の高さを測定し、該値の平均
をとることによって算出され得、１つの隅部における単一の高さ値（ｈｃ）とは異なって
いてよい。隅部または内側における本体の平均高さは、ＳＴＩＬ（Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｅ
ｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅｓ ｄｅ ｌａ Ｌｕｍｉｅｒｅ
− Ｆｒａｎｃｅ）Ｍｉｃｒｏ Ｍｅａｓｕｒｅ ３Ｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉ
ｌｏｍｅｔｅｒ（白色光（ＬＥＤ）色収差技術）を用いて測定され得る。代替的には、デ
ィッシングは、バッチからの粒子の好適なサンプリングから算出される隅部における粒子
のメジアン高さ（Ｍｈｃ）に基づき得る。同様に、内部高さ（ｈｉ）は、バッチからの成
形研磨粒子の好適なサンプリングから誘導されるメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）であり得る
。一実施形態によると、ディッシング値（ｄ）は、約２以下、例えば、約１．９以下、約
１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、またはさらには約１．５以下であり得る。さ
らに、少なくとも１つの非限定的な実施形態において、ディッシング値（ｄ）は、少なく
とも約０．９、例えば、少なくとも約１．０であり得る。ディッシング比は、先に記述し
た最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記
ディッシング値は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアンディッシング値（Ｍｄ）を表
すことができることが認識されよう。

例えば、図３Ａの粒子の本体３０１を含む、本明細書における実施形態の成形研磨粒子
は、底面積（Ａ_ｂ）を定義する底面３０４を有することができる。特定の例において、底
面３０４は、本体３０１の最大面であってよい。底面は、上面３０３の表面積を超える底
面積（Ａ_ｂ）として定義される表面積を有することができる。加えて、本体３０１は、底
面積に垂直な平面の面積を定義し、かつ粒子の中点３８１を通って延在する断面の中点面
積（Ａ_ｍ）を有することができる。ある一定の例において、本体３０１は、底面積対中点
面積（Ａ_ｂ／Ａ_ｍ）の面積比が約６以下であり得る。より特定の例において、面積比は、
約５．５以下、例えば、約５以下、約４．５以下、約４以下、約３．５以下、またはさら
には約３以下であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、面積比は、少な
くとも約１．１、例えば、少なくとも約１．３、またはさらには少なくとも約１．８であ
ってよい。面積比は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得る
ことが認識されよう。また、上記面積比は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアン面積
比を表すことができることが認識されよう。

さらに、例えば、図３Ｂの粒子を含む、本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、
少なくとも約０．３の正規化された高さ差を有することができる。正規化された高さ差は
、式［（ｈｃ−ｈｍ）／（ｈｉ）］の絶対値によって定義され得る。他の実施形態におい
て、正規化された高さ差は、約０．２６以下、例えば、約０．２２以下、またはさらには
約０．１９以下であり得る。さらに、１つの特定の実施形態において、正規化された高さ
差は、少なくとも約０．０４、例えば、少なくとも約０．０５、少なくとも約０．０６で
あり得る。正規化された高さ差は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲
内であり得ることが認識されよう。また、上記正規化された高さ値は、成形研磨粒子のバ
ッチに関する正規化されたメジアン高さ値を表すことができることが認識されよう。

別の例において、本体は、少なくとも約０．０４のプロファイル比を有することができ
、ここで、プロファイル比は、［（ｈｃ−ｈｍ）／（Ｌｍｉｄｄｌｅ）］の絶対値として
定義される、平均高さ差［ｈｃ−ｈｍ］対成形研磨粒子の長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）の比と
して定義される。本体の長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）は、図３Ｂに示されるように本体３０１
を横断する距離であり得ることが認識されよう。また、長さは、本明細書に定義されてい
る、成形研磨粒子のバッチからの粒子の好適なサンプリングから算出される平均またはメ
ジアン長さであり得る。特定の実施形態によると、プロファイル比は、少なくとも約０．
０５、少なくとも約０．０６、少なくとも約０．０７、少なくとも約０．０８、またはさ
らには少なくとも約０．０９であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、
プロファイル比は、約０．３以下、例えば、約０．２以下、約０．１８以下、約０．１６
以下、またはさらには約０．１４以下であり得る。プロファイル比は、先に記述した最小
および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記プロフ
ァイル比は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアンプロファイル比を表すことができる
ことが認識されよう。

別の実施形態によると、本体は、本体の底面３０４と側面３０５、３０６または３０７
との間の角度として定義され得る特定のすくい角を有することができる。例えば、すくい
角は、約１°と約８０°との間の範囲内であってよい。本明細書における他の粒子では、
すくい角は、約５°と５５°との間の範囲内、例えば、約１０°と約５０°との間、約１
５°と５０°との間、またはさらには約２０°と５０°との間の範囲内であり得る。かか
るすくい角を有する研磨粒子の形成は、研磨粒子１００の研磨能を改善することができる
。とりわけ、すくい角は、先に記述した任意の２つのすくい角の間の範囲内であり得る。

別の実施形態によると、例えば図３Ａおよび３Ｂの粒子を含む、本明細書における成形
研磨粒子は、本体３０１の上面３０３に楕円領域３１７を有することができる。楕円領域
３１７は、上面３０３の周囲に延在し、楕円領域３１７を定義することができる溝領域３
１８によって定義され得る。楕円領域３１７は、中点３８１を包含することができる。ま
た、上面において定義されている楕円領域３１７は、形成プロセスの結果的なものであり
得、本明細書に記載の方法による成形研磨粒子の形成の際に混合物に負荷される応力の結
果として形成され得ることが考えられる。

一態様において、本体は、性能の改善を促進し得るフラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）
％を有する成形研磨粒子を含むことができる。とりわけ、フラッシングは、例えば図４に
示す１つの側部に沿って見たときの粒子の面積を定義し、ここで、フラッシングは、ボッ
クス４０２および４０３内の本体の側面から延在することができる。フラッシングは、本
体の上面および底面に近接するテーパ状の領域を表すことができる。フラッシングは、本
体の側面の最内点（例えば、４２１）と本体の側面の最外点（例えば、４２２）との間に
延在するボックス内に含有された側面に沿って本体の面積の百分率として測定され得る。
１つの特定の例において、本体は、ボックス４０２、４０３、および４０４内に含有され
る本体の全面積と比較したボックス４０２および４０３内に含有される本体の面積の百分
率であり得る、特定の含有率のフラッシングを有することができる。一実施形態によると
、本体のフラッシング％（ｆ）は、少なくとも約１０％であり得る。別の実施形態におい
て、フラッシング％は、より大きい、例えば、少なくとも約１２％、例えば、少なくとも
約１４％、少なくとも約１６％、少なくとも約１８％、またはさらには少なくとも約２０
％であり得る。さらに、非限定的な実施形態において、本体のフラッシング％は、約４５
％以下、例えば、約４０％以下、またはさらには約３６％以下であり得る。本体のフラッ
シング％は、上記最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識さ
れよう。また、上記フラッシング百分率は、成形研磨粒子のバッチに関する平均フラッシ
ング百分率またはメジアンフラッシング百分率を表すことができることが認識されよう。

フラッシング％は、例えば、図４に示すように、成形研磨粒子を側部に取り付け、黒白
画像を発生させる側部で本体を見ることによって測定され得る。これに好適なプログラム
として、ＩｍａｇｅＪソフトウェアが挙げられる。フラッシング百分率は、中心４０４お
よびボックス内の面積を含めた、側部で見たときの本体の全面積（全斜線面積）と比較し
た、ボックス４０２および４０３における本体４０１の面積を求めることによって算出さ
れ得る。かかる手順により、平均、メジアン、および／または標準偏差の値を生じるのに
好適な粒子のサンプリングが完成され得る。

本明細書における実施形態による成形研磨粒子を含む粒子材料のバッチは、好適なサン
プルサイズからの寸法特性の標準偏差によって測定される改善された寸法均一性を示すこ
とができる。一実施形態によると、成形研磨粒子は、バッチからの好適なサンプルサイズ
の粒子に関するフラッシング百分率（ｆ）の標準偏差として算出され得るフラッシング変
動（Ｖｆ）を有することができる。一実施形態によると、フラッシング変動は、約５．５
％以下、例えば、約５．３％以下、約５％以下、または約４．８％以下、約４．６％以下
、またはさらには約４．４％以下であり得る。１つの非限定的な実施形態において、フラ
ッシング変動（Ｖｆ）は、少なくとも約０．１％であり得る。フラッシング変動は、先に
記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本明細書における実施形態の成形研磨粒子を含む粒子材料は、高さ（ｈｉ）および少な
くとも４０００のフラッシング乗数値（ｈｉＦ）を有することができ、ここで、ｈｉＦ＝
（ｈｉ）（ｆ）であり、「ｈｉ」は、上記のように本体の最小内部高さを表し、「ｆ」は
、フラッシング％を表す。１つの特定の例において、本体の高さおよびフラッシング乗数
値（ｈｉＦ）は、例えば、少なくとも約４５００ミクロン％、少なくとも約５０００ミク
ロン％、少なくとも約６０００ミクロン％、少なくとも約７０００ミクロン％、またはさ
らには少なくとも約８０００ミクロン％超であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形
態において、高さおよびフラッシング乗数値は、約４５０００ミクロン％以下、例えば、
約３００００ミクロン％以下、約２５０００ミクロン％以下、約２００００ミクロン％以
下、またはさらには約１８０００ミクロン％以下であり得る。本体の高さおよびフラッシ
ング乗数値は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識され
よう。また、上記乗数値は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアン乗数値（ＭｈｉＦ）
を表すことができることが認識されよう。

本明細書における実施形態の成形研磨粒子を含む粒子材料は、式ｄＦ＝（ｄ）（Ｆ）に
よって算出されるディッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）を有する
ことができ、ここで、ｄＦは約９０％以下であり、「ｄ」は、ディッシング値を表し、「
ｆ」は、本体のフラッシング百分率を表す。１つの特定の例において、本体のディッシン
グ（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）は、約７０％以下、例えば、約６０％
以下、約５５％以下、約４８％以下、約４６％以下であり得る。さらに、１つの非限定的
な実施形態において、ディッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）は、
少なくとも約１０％、例えば、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約
２２％、少なくとも約２４％、またはさらには少なくとも約２６％であり得る。本体のデ
ィッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）は、上記最小および最大値の
いずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記乗数値は、成形研磨粒
子のバッチに関するメジアン乗数値（ＭｄＦ）を表すことができることが認識されよう。

本明細書における実施形態の成形研磨粒子を含む粒子材料は、式ｈｉ／ｄ＝（ｈｉ）／
（ｄ）によって算出される高さおよびディッシング比（ｈｉ／ｄ）を有することができ、
ここで、ｈｉ／ｄは、約１０００以下であり、「ｈｉ」は、上記のように最小内部高さを
表し、「ｄ」は、本体のディッシングを表す。１つの特定の例において、本体の比（ｈｉ
／ｄ）は、約９００ミクロン以下、約８００ミクロン以下、約７００ミクロン以下、また
はさらには約６５０ミクロン以下であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態におい
て、比（ｈｉ／ｄ）は、少なくとも約１０ミクロン、例えば、少なくとも約５０ミクロン
、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約１５０ミクロン、少なくとも約２００ミク
ロン、少なくとも約２５０ミクロン、またはさらには少なくとも約２７５ミクロンであり
得る。本体の比（ｈｉ／ｄ）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得
ることが認識されよう。また、上記高さおよびディッシング比は、成形研磨粒子のバッチ
に関するメジアン高さおよびディッシング比（Ｍｈｉ／ｄ）を表すことができることが認
識されよう。

粒子材料は、本体が、結晶材料、より特定的には、多結晶材料を含むように形成され得
る。とりわけ、多結晶材料は、砥粒を含むことができる。一実施形態において、本体は、
例えば結着剤を含めた有機材料を本質的に含まなくてよい。より特定的には、本体は、多
結晶材料から本質的になることができる。

本明細書に記述されているように、粒子材料は、研磨材料であることができる。このよ
うに、粒子材料は、研磨物品での使用において、種々の様式で展開されてよい。例えば、
粒子材料は、固定研磨物品、例えば、被覆研磨物品、結合研磨物品、およびこれらの組み
合わせの一部であってよい。特定の例において、粒子材料は、結合材に連結されていてよ
く、結合材を介して裏打ちまたは基材にさらに連結されていてよい。結合材は、組成物、
例えば、陶化材料、セラミック材料、金属合金、有機材料、樹脂、ポリマー、およびこれ
らの組み合わせを含んでいてよい。少なくとも１つの例において、粒子材料は、裏打ちに
連結された単一の研磨粒子層を形成する研磨布紙の一部であってよい。

図５は、実施形態による粒子材料を含む研磨物品の図示を含む。特に、図５の研磨物品
は、基材５０１を有する研磨布紙５００と、基材５０１の表面を覆う少なくとも１つの接
着剤層とを含む。接着剤層は、例えば、メイクコート（ｍａｋｅ ｃｏａｔ）５０３およ
び／またはサイズコート５０４を含めた１つ以上の材料層を含むことができる。研磨布紙
５００は、研磨粒子材料５１０を含むことができ、これは、本明細書における実施形態の
成形研磨粒子５０５と、必ずしも成形研磨粒子でなくてよい、ランダムな形状を有する希
釈研磨粒子の形態の第２のタイプの研磨粒子材料５０７とを含むことができる。研磨粒子
材料５０７は、本明細書における実施形態の特徴の任意の組み合わせを含めた、本明細書
における実施形態の粒子材料を表すこともできる。メイクコート５０３は、基材５０１の
表面を覆いかつ成形研磨粒子５０５および第２のタイプの研磨粒子材料５０７の少なくと
も一部を包囲していてよい。サイズコート（ｓｉｚｅ ｃｏａｔ）５０４は、成形研磨粒
子５０５と第２のタイプの研磨粒子材料５０７とメイクコート５０３とを覆いかつこれら
に接着されていてよい。

一実施形態によると、基材５０１は、有機材料、無機材料、およびこれらの組み合わせ
を含むことができる。ある一定の例において、基材５０１は、織布材料を含むことができ
る。しかし、基材５０１は、不織布材料からできていてよい。特に好適な基材材料として
、ポリマーを含めた有機材料、特に、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポ
リイミド、例えば、ＤｕＰｏｎｔ製ＫＡＰＴＯＮ、紙を挙げることができる。いくつかの
好適な無機材料として、金属、金属合金、特に、銅、アルミニウム、鋼、およびこれらの
組み合わせの箔を挙げることができる。

ポリマー配合物は、例えば、フロントフィル、プレサイズコート、メイクコート、サイ
ズコート、および／またはスーパーサイズコートなどの研磨物品の種々の層のいずれかを
形成するのに用いられてよい。ポリマー配合物は、フロントフィルを形成するのに用いら
れるとき、ポリマー樹脂、フィブリル化繊維（好ましくはパルプの形態）、フィラー材料
、および他の任意の添加剤を一般に含んでいてよい。いくつかのフロントフィル実施形態
に好適な配合物は、材料、例えば、フェノール樹脂、ウォラストナイトフィラー、消泡剤
、界面活性剤、フィブリル化繊維、および残りの水を含むことができる。好適なポリマー
樹脂材料として、フェノール樹脂、尿素／ホルムアルデヒド樹脂、フェノール／ラテック
ス樹脂、ならびにかかる樹脂の組み合わせを含めた熱硬化性樹脂から選択される硬化性樹
脂が挙げられる。他の好適なポリマー樹脂材料として、放射線硬化性樹脂、例えば、電子
線、ＵＶ照射、または可視光を用いて硬化可能なかかる樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ア
クリル化エポキシ樹脂のアクリル化オリゴマー、ポリエステル樹脂、アクリル化ウレタン
、およびポリエステルアクリレート、ならびにモノアクリル化、多アクリル化モノマーを
含めたアクリル化モノマーを挙げることもできる。配合物は、浸食性を向上させることに
よって、堆積された研磨複合物の自己成形特性を向上することができる非反応性熱可塑性
樹脂結着剤を含むこともできる。かかる熱可塑性樹脂の例として、ポリプロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、およびポリオキシプロピレン−ポリオキシエテンブロッ
クコポリマーなどが挙げられる。裏打ちにおけるフロントフィルの使用は、メイクコート
の好適な適用、ならびに所定の配向での成形研磨粒子の適用および配向の改善のために、
表面の均一性を改善することができる。

メイクコート５０３は、単一のプロセスにおいて基材５０１の表面に適用されてよく、
代替的には、研磨粒子材料５１０は、メイクコート５０３材料と合わされて、基材５０１
の表面に混合物として適用されてよい。メイクコート５０３の好適な材料として、有機材
料、特に、例えば、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアク
リレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリ
コーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック、
およびこれらの混合物を含めたポリマー材料を挙げることができる。一実施形態において
、メイクコート５０３は、ポリエステル樹脂を含むことができる。樹脂および研磨粒子材
料を基材に対して硬化させるために、次いで、被覆基材が加熱され得る。一般に、被覆基
材５０１は、この硬化プロセスの間に、約１００℃から約２５０℃未満の間の温度に加熱
され得る。

研磨粒子材料５１０は、本明細書における実施形態による成形研磨粒子を含むことがで
きる。特定の例において、研磨粒子材料５１０は、異なるタイプの成形研磨粒子を含むこ
とができる。異なるタイプの成形研磨粒子は、本明細書における実施形態に記載のように
、組成、二次元形状、三次元形状、サイズ、およびこれらの組み合わせにおいて互いに異
なっていてよい。示すように、研磨布紙５００は、略三角形の二次元形状を有する成形研
磨粒子５０５を含むことができる。

他のタイプの研磨粒子５０７は、成形研磨粒子５０５とは異なる希釈粒子であることが
できる。例えば、希釈粒子は、組成、二次元形状、三次元形状、サイズ、およびこれらの
組み合わせにおいて成形研磨粒子５０５と異なっていてよい。例えば、研磨粒子５０７は
、ランダムな形状を有する従来の粉砕された研磨粒を表すことができる。研磨粒子５０７
は、成形研磨粒子５０５のメジアン粒径よりも小さいメジアン粒径を有していてよい。

研磨粒子材料５１０によってメイクコート５０３を十分に形成した後、サイズコート５
０４を、適所で研磨粒子材料５１０を覆って接着するように形成することができる。サイ
ズコート５０４は、有機材料を含むことができ、ポリマー材料から本質的になっていてよ
く、とりわけ、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレ
ート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコー
ン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック、およ
びこれらの混合物を用いることができる。

図６〜１１は、本明細書に記載の組成を組み込むことができる、特定の輪郭を有しかつ
成形研磨粒子を定義する例示的な研磨粒子材料を含む。図６に示すように、成形研磨粒子
６００は、第１端面６０２および第２端面６０４によって略角柱状である本体６０１を含
んでいてよい。さらに、成形研磨粒子６００は、第１端面６０２と第２端面６０４との間
に延在する第１側面６１０を含んでいてよい。第２側面６１２は、第１側面６１０に隣接
する第１端面６０２と第２端面６０４との間に延在していてよい。示すように、成形研磨
粒子６００は、第２側面６１２および第１側面６１０に隣接して、第１端面６０２と第２
端面６０４との間に延在する第３側面６１４を含んでいてもよい。

図６に示すように、成形研磨粒子６００は、第１側面６１０と第２側面６１２との間に
第１縁部６２０を含んでいてもよい。成形研磨粒子６００は、第２側面６１２と第３側面
６１４との間に第２縁部６２２を含んでいてもよい。さらに、成形研磨粒子６００は、第
３側面６１４と第１側面６１２との間に第３縁部６２４を含んでいてよい。

示すように、成形研磨粒子６００の各端面６０２、６０４は、略三角形状であってよく
、または切頂三角形状であってよい。各側面６１０、６１２、６１４は、略矩形状であっ
てよい。さらに、端面６０２、６０４に平行な面における成形研磨粒子６００の断面は、
略三角形であり得る。端面６０２、６０４に平行な面を通しての成形研磨粒子６００の断
面形状が略三角形であるとして示されているが、任意の多角形状、例えば四角形、五角形
、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形などを含めた他の形状が可能であることが認
識されよう。さらに、成形研磨粒子の断面形状は、凸状、非凸状、凹状、または非凹状で
あってよい。粒子が角柱形状を有するとして示されているが、形状は、変更されてよく、
その結果、略三角形端面６０２および６０４を有し、かつ、端面６０２および６０４の間
に延在する、粒子の最小寸法であってよい厚さ寸法を有する薄い本体となることが認識さ
れよう。

図７は、他の実施形態による成形研磨粒子の図示を含む。図示のように、成形研磨粒子
７００は、長手軸７０４に沿って延在する中心部７０２を含んでいてよい本体７０１を含
んでいてよい。第１放射状アーム７０６は、中心部７０２の長さに沿って中心部７０２か
ら外側に延在していてよい。第２放射状アーム７０８は、中心部７０２から中心部７０２
の長さに沿って外側に延在していてよい。第３放射状アーム７１０は、中心部７０２から
中心部７０２の長さに沿って外側に延在していてよい。また、第４放射状アーム７１２は
、中心部７０２から中心部７０２の長さに沿って外側に延在していてよい。放射状アーム
７０６、７０８、７１０、７１２は、成形研磨粒子７００の中心部７０２の周囲に等間隔
に離間していてよい。

図７に示すように、第１放射状アーム７０６は、略矢印形状の遠位端７２０を含んでい
てよい。第２放射状アーム７０８は、略矢印形状の遠位端７２２を含んでいてよい。第３
放射状アーム７１０は、略矢印形状の遠位端７２４を含んでいてよい。さらに、第４放射
状アーム７１２は、略矢印形状の遠位端７２６を含んでいてよい。

図７は、成形研磨粒子７００が第１放射状アーム７０６と第２放射状アーム７０８との
間の第１ボイド７３０によって形成され得ることも示している。第２ボイド７３２は、第
２放射状アーム７０８と第３放射状アーム７１０との間に形成されていてよい。第３ボイ
ド７３４は、第３放射状アーム７１０と第４放射状アーム７１２との間に形成されていて
もよい。加えて、第４ボイド７３６は、第４放射状アーム７１２と第１放射状アーム７０
６との間に形成されていてよい。

図７に示すように、成形研磨粒子７００は、長さ７４０、高さ７４２、および幅７４４
を含んでいてよい。特定の態様において、長さ７４０は、高さ７４２を超え、高さ７４２
は、幅７４４を超える。特定の態様において、成形研磨粒子７００は、長さ７４０対高さ
７４２の比（長さ：幅）である一次アスペクト比を定義することができる。さらに、成形
研磨粒子７００は、高さ７４２対幅７４４の比（幅：高さ）である二次アスペクト比を定
義することができる。最後に、成形研磨粒子７００は、長さ７４０対幅７４２の比（長さ
：高さ）である三次アスペクト比を定義することができる。

一実施形態によると、成形研磨粒子は、少なくとも約１：１、例えば、少なくとも約１
．１：１、少なくとも約１．５：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、少
なくとも約３：１、少なくとも約３．５：１、少なくとも４：１、少なくとも約４．５：
１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも約７：１、少なくとも約８：
１、またはさらには少なくとも約１０：１の一次アスペクト比を有することができる。

別の例において、成形研磨粒子は、本体が少なくとも約０．５：１、例えば、少なくと
も約０．８：１、少なくとも約１：１、少なくとも約１．５：１、少なくとも約２：１、
少なくとも約２．５：１、少なくとも約３：１、少なくとも約３．５：１、少なくとも４
：１、少なくとも約４．５：１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも
約７：１、少なくとも約８：１、またはさらには少なくとも約１０：１の二次アスペクト
比を有するように形成され得る。

さらに、ある一定の成形研磨粒子は、少なくとも約１：１、例えば、少なくとも約１．
５：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、少なくとも約３：１、少なくと
も約３．５：１、少なくとも４：１、少なくとも約４．５：１、少なくとも約５：１、少
なくとも約６：１、少なくとも約７：１、少なくとも約８：１、またはさらには少なくと
も約１０：１の三次アスペクト比を有することができる。

成形研磨粒子７００のある一定の実施形態は、略矩形、例えば、平坦または湾曲状であ
る、一次アスペクト比に関する形状を有することができる。二次アスペクト比に関する成
形研磨粒子７００の形状は、任意の多面体形状、例えば、三角形、方形、矩形、五角形な
どであってよい。二次アスペクト比に関する成形研磨粒子７００の形状は、任意の英数文
字、例えば、１、２、３など、Ａ、Ｂ、Ｃなどの形状であってもよい。さらに、二次アス
ペクト比に関する成形研磨粒子７００の輪郭は、ギリシャアルファベット、現代ラテンア
ルファベット、古代ラテンアルファベット、ロシアアルファベット、任意の他のアルファ
ベット、またはこれらの任意の組み合わせであってよい。さらに、二次アスペクト比に関
する成形研磨粒子７００の形状は、漢字であってよい。

図８〜９は、一般に８００と表記する成形研磨粒子の別の実施形態を示す。示すように
、成形研磨粒子８００は、略立方体状の形状を有する本体８０１を含んでいてよい。成形
研磨粒子は、他の多面体形状を有するように形成されてよいことが認識されよう。本体８
０１は、第１端面８０２および第２端面８０４と、第１端面８０２と第２端面８０４との
間に延在する第１横面８０６と、第１端面８０２と第２端面８０４との間に延在する第２
横面８０８とを有していてよい。さらに、本体８０１は、第１端面８０２と第２端面８０
４との間に延在する第３横面８１０と、第１端面８０２と第２端面８０４との間に延在す
る第４横面８１２とを有することができる。

示すように、第１端面８０２および第２端面８０４は、本体に立方体状の構造を与えつ
つ、互いに平行であって、横面８０６、８０８、８１０、および８１２によって分離され
得る。しかし、特定の態様において、第１端面８０２は、第２端面８０４に対して回転し
て、ねじれ角度８１４を確立することができる。本体８０１のねじれは、１つ以上の軸に
沿っていて、特定のタイプのねじれ角度を定義することができる。例えば、図９における
本体のトップダウン図に示すように、本体８０１の幅の寸法に沿って延在する横軸８８１
および本体８０１の高さの寸法に沿って延在する縦軸８８２によって定義される平面に平
行な端面８０２において本体８０１の長さを定義する長手軸８８０を見下ろしている。一
実施形態によると、本体８０１は、端面６８２および８０４が互いに対して回転するよう
に長手軸の周りの本体８０１におけるねじれを定義する長手方向ねじれ角度８１４を有す
ることができる。ねじれ角度８１４は、図９に示すように、第１縁部８２２の正接と第２
縁部８２４との間の角度として測定され得、ここで、第１縁部８２２および第２縁部８２
４は、２つの横面（８１０および８１２）間で長手方向に延在する共通の縁部８２６によ
って接合され、これを共有している。他の成形研磨粒子は、横軸、縦軸、およびこれらの
組み合わせに対してねじれ角度を有するように形成され得ることが認識されよう。任意の
かかるねじれ角度は、本明細書に記載の値を有することができる。

特定の態様において、ねじれ角度８１４は、少なくとも約１°であり得る。他の例にお
いて、ねじれ角度は、より大きい、例えば、少なくとも約２°、少なくとも約５°、少な
くとも約８°、少なくとも約１０°、少なくとも約１２°、少なくとも約１５°、少なく
とも約１８°、少なくとも約２０°、少なくとも約２５°、少なくとも約３０°、少なく
とも約４０°、少なくとも約５０°、少なくとも約６０°、少なくとも約７０°、少なく
とも約８０°、またはさらには少なくとも約９０°であり得る。さらに、ある一定の実施
形態によると、ねじれ角度８１４は、約３６０°以下、例えば、約３３０°以下、例えば
、約３００°以下、約２７０°以下、約２３０°以下、約２００°以下、またはさらには
約１８０°以下であり得る。ある一定の成形研磨粒子は、先に記述した最小および最大角
度のいずれかの間の範囲内のねじれ角度を有することができることが認識されよう。

さらに、本体は、長手軸、横軸、または縦軸の１つに沿って本体の内部全体を通して延
在する開口部を含んでいてよい。

図１０は、成形研磨粒子の他の実施形態の図示を含む。示すように、成形研磨粒子１０
００は、略三角形状の底面１００２を有する略ピラミッド形状を有する本体１００１を含
んでいてよい。本体は、互いおよび底面１００２に接続された側部１０１６、１０１７、
および１０１８を含むこともできる。本体１００１は、ピラミッド状の多面体形状を有す
るとして示されているが、本明細書に記載のように他の形状も可能であることが認識され
よう。

一実施形態によると、成形研磨粒子１０００は、本体１００１の少なくとも一部を通し
て延在することができる、より特定的には、本体１００１の体積全体を通して延在してい
てよい穴１００４（すなわち、開口部）を有して形成されてよい。特定の態様において、
穴１００４は、穴１００４の中心を通過する中心軸１００６を定義していてよい。さらに
、成形研磨粒子１０００は、成形研磨粒子１０００の中心１０３０を通過する中心軸１０
０８を定義していてもよい。穴１００４の中心軸１００６が中心軸１００８から距離１０
１０だけ離間するように成形研磨粒子１０００において穴１００４が形成されていてよい
ことが認識され得る。このように、成形研磨粒子１０００の塊の中心は、成形研磨粒子１
０００の幾何学的中点１０３０の下方に移動してよく、ここで、幾何学的中点１０３０は
、長手軸１００９、横軸１０１１、および中心軸（すなわち、横軸）１００８の交差によ
って定義され得る。成形砥粒の幾何学的中点１０３０の下方への塊の中心の移動は、成形
研磨粒子１０００が、裏打ち上に落下されるまたは他の場合には堆積されるときに、同じ
面、例えば、底面１００２に着地する尤度を増加させることができ、その結果、成形研磨
粒子１０００が所定の直立配向を有するようになる。

特定の実施形態において、塊の中心は、高さを定義する本体１００２の長手軸１００９
に沿って少なくとも約０．０５の高さ（ｈ）であり得る距離だけ幾何学的中点１０３０か
らずれている。別の実施形態において、塊の中心は、少なくとも約０．１（ｈ）、例えば
、少なくとも約０．１５（ｈ）、少なくとも約０．１８（ｈ）、少なくとも約０．２（ｈ
）、少なくとも約０．２２（ｈ）、少なくとも約０．２５（ｈ）、少なくとも約０．２７
（ｈ），少なくとも約０．３（ｈ）、少なくとも約０．３２（ｈ）、少なくとも約０．３
５（ｈ）、またはさらには少なくとも約０．３８（ｈ）の距離だけ幾何学的中点１０３０
からずれていてよい。さらに、本体１００１の塊の中心は、０．５（ｈ）以下、例えば、
０．４９（ｈ）以下、０．４８（ｈ）以下、０．４５（ｈ）以下、０．４３（ｈ）以下、
０．４０（ｈ）以下、０．３９（ｈ）以下、またはさらには０．３８（ｈ）以下の、幾何
学的中点１０３０からの距離だけずれていてよい。塊の中心と幾何学的中点との間のずれ
は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよ
う。

特定の例において、塊の中心は、成形研磨粒子１０００が図１０に示すように直立配向
であるときに塊の中心が本体１００１の頂部よりも本体１００１の基部、例えば、底面１
００２に近いように、幾何学的中点１０３０からずれていてよい。

別の実施形態において、塊の中心は、幅を定義する本体１００１の横軸１００８に沿っ
て少なくとも約０．０５の幅（ｗ）である距離だけ幾何学的中点１０３０からずれていて
よい。別の態様において、塊の中心は、少なくとも約０．１（ｗ）、例えば、少なくとも
約０．１５（ｗ）、少なくとも約０．１８（ｗ）、少なくとも約０．２（ｗ）、少なくと
も約０．２２（ｗ）、少なくとも約０．２５（ｗ）、少なくとも約０．２７（ｗ）、少な
くとも約０．３（ｗ）、またはさらには少なくとも約０．３５（ｗ）の距離だけ幾何学的
中点１０３０からずれていてよい。さらに、一実施形態において、塊の中心は、０．５（
ｗ）以下、例えば、０．４９（ｗ）以下、０．４５（ｗ）以下、０．４３（ｗ）以下、０
．４０（ｗ）以下、またはさらには０．３８（ｗ）以下の距離だけ幾何学的中点１０３０
からずれていてよい。塊の中心は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲
内で、横軸に沿った幾何学的中点からの距離だけずれていてよいことが認識されよう。

別の実施形態において、塊の中心は、本体１００１の少なくとも約０．０５の長さ（ｌ
）の距離（Ｄｌ）だけ長手軸１００９に沿って幾何学的中点１０３０からずれていてよい
。特定の実施形態によると、塊の中心は、少なくとも約０．１（ｌ）、例えば、少なくと
も約０．１５（ｌ）、少なくとも約０．１８（ｌ）、少なくとも約０．２（ｌ）、少なく
とも約０．２５（ｌ）、少なくとも約０．３（ｌ）、少なくとも約０．３５（ｌ）、また
はさらには少なくとも約０．３８（ｌ）の距離だけ幾何学的中点からずれていてよい。さ
らに、ある一定の研磨粒子では、塊の中心は、約０．５（ｌ）以下、例えば、約０．４５
（ｌ）以下、またはさらには約０．４０（ｌ）以下の距離だけずれていてよい。塊の中心
は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内の距離だけ長手軸に沿って幾
何学的中点からずれていてよいことが認識されよう。

図１１は、実施形態による成形研磨粒子の図示を含む。成形砥粒１１００は、１つ以上
の側面１１１０、１１１２、および１１１４によって互いから分離された基面１１０２お
よび上面１１０４を含む本体１１０１を含んでいてよい。１つの特定の実施形態によると
、本体１１０１は、基面１１０２が上面１１０４の平面形状とは異なる平面形状を有する
ように形成され得、ここで、平面形状は、それぞれの面によって定義された平面において
見られる。例えば、図１１の実施形態に示すように、本体１１０１は、円形形状を一般に
有する基面１１０２と略三角形状を有する上面１１０４とを有することができる。基面１
１０２および上面１１０４において任意の形状の組み合わせを含めた他の変更が実現可能
であることが認識されよう。

実施例１
粒子材料（Ｓ１）の第１サンプルを以下の手順にしたがって作製する。まず、硝酸ラン
タン六水和物、リン酸、および脱イオン水を得る。仮焼されたアルミナ原料粉末を得、細
孔容積を、ＢＥＴと、１０ｇの原料粉末サンプルによって吸収された水の量とを用いて測
定し、原料粉末の充満および過充満条件を決定する。該原料は、Ｓａｓｏｌ Ｃｏｒｐか
らＣａｔａｐａｌ Ｂとして市販されている。

第１成分のリン酸および第２成分の硝酸ランタン塩溶液を含む添加剤を形成する。各成
分を、最終的に形成される粒子材料において望まれる、意図される第２相の量に基づいて
形成する。成分は、溶液の形態である。

溶液を原料粉末に分散させ混合物を撹拌することによって、原料粉末をリン酸成分によ
って含浸させる。混合物を空気中９５℃で少なくとも８時間乾燥させる。

リン酸成分によって含浸させた原料を乾燥させた後、硝酸ランタン塩成分に利用可能な
細孔容積を、第１成分の添加に基づいて算出する。およそ１：１のＬａ対Ｐのモル比を用
いて、乾燥させた原料に対して添加される硝酸ランタン塩の濃度を算出する。次いで、乾
燥させた材料上に、硝酸ランタン塩成分を、撹拌してアルミナ系原料中に含浸させながら
、分散させる。混合物を空気中９５℃で少なくとも８時間乾燥させる。

第１および第２成分を含む混合物を空気中およそ１４５０℃の温度で１０分間、回転炉
において焼結させる。焼結した粒子材料は、理論密度の９７．５％の密度、０．１ｍ^２／
ｇの比表面積を有し、およそ９７％が、αアルミナの第１相、およそ１．０重量％が、モ
ナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相、およそ１．３重量％が、アルミン酸ランタン化合物（
すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の第３相であり、残りが不純物材料であった。

実施例１による粒子を作製し、分析した。図１２Ａおよび１２Ｂは、実施例１によって
形成された粒子材料のＳＥＭ画像を付与する。示すように、例示的な本体１２０１は、本
体の周辺領域１２０１に第２相の不均一な分布を含む。粒子材料は、第２相および第３相
の不均一な分布を実証しており、特に、第２相は、中心領域１２０３とは異なる周辺領域
１２０２に優先的に分布している。また、第３相は、周辺領域１２０２に優先的に分布し
ている。

図１２Ａおよび１２Ｂの研磨粒子は、従来のグレインと比較して、研削能の顕著かつ予
想外の改善を実証している。図１３は、４インチ^３／分インチの材料除去率で、０．２イ
ンチ^３／間隔の短い間隔の除去のときの研削において、７５００ｓｆｐｍのホイール速度
で、乾燥プランジ研削操作として操作した、３０４ステンレス鋼のワークピース上での研
削試験における特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。示すよう
に、サンプルＳ１の粒子材料は、最新の研磨材料と比較して一貫して低い特定の研削エネ
ルギーで除去される累積材料の増加を実証した。特に、同じベルト構造（例えば、裏打ち
材料、メイクコート材料、サイズコート材料など）を用いた比較例は、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏ
ｂａｉｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ，Ｉｎｃ．からＨｉＰＡＬ １３３−１として市販されて
いる従来のサンプル１（ＣＳ１）と、３Ｍから３２１砥粒として市販されている従来のサ
ンプル２（ＣＳ２）とを含んだ。

実施例２
粒子材料の第２サンプル（Ｓ２）を実施例１にしたがって作製するが、硝酸ランタン成
分をまず添加し、その後、リン酸成分を添加する。サンプルＳ２の粒子材料は、理論密度
の９７．５％の密度、０．１ｍ^２／ｇの比表面積を有し、およそ９８％が、αアルミナの
第１相であり、およそ１．１重量％が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相であり、およ
そ０．７重量％が、アルミン酸ランタン化合物（すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の
第３相であり、不純物の含有率が少なかった。

実施例２による粒子を作製し、分析した。図１４は、実施例２によって形成された粒子
材料のＳＥＭ画像を含む。示すように、例示的な本体１４０１は、本体１４０１の周辺領
域１４０２に第２相の不均一な分布を含む。分析後、粒子材料が、第２相および第３相の
不均一な分布を有しており、特に、第２相が周辺領域１４０２に優先的に分布し、第３相
が中心領域１４０３に優先的に分布していると判断された。
実施例３

粒子材料の第３サンプル（Ｓ３）を実施形態にしたがって作製し、特に、ドーピング技
法を利用する。ドーピング技法は、水中の硝酸Ｌａ六水和物とリン酸との混合物の形態で
添加剤を形成することを含む。化学反応が起こり、沈殿物として含水モナザイト（ラブド
フェーン）を形成した。次いで、含水モナザイトを含有する混合物を実施例１の前駆体原
料粉末と混合する。実施例１の前駆体原料粉末を、ベーマイトの全重量の３０％の固体（
ベーマイト）、１重量％のシード材料（αアルミナ）を含み、ベーマイトの全重量の７重
量％の硝酸を含む混合物に組み込まれている、Ｓａｓｏｌ ＣｏｒｐからＣａｔａｐａｌ
Ｂとして市販されているベーマイトから形成する。混合物は、周囲条件下にゲル化する
、液体担体として水を用いたスラリーの形態である。添加剤をスラリーまたはゲルに添加
して、前駆体原料にドープすることができる。その後、添加剤を含む前駆体原料を９５℃
で乾燥し、粉砕し、１０００℃で仮焼することができる。その後、該材料を実施例１の条
件にしたがってさらに焼結することができる。

サンプルＳ３の粒子材料は、理論密度のおよそ９７．５％の密度、約０．１ｍ^２／ｇの
比表面積を有し、およそ９６．５％が、αアルミナの第１相、およそ１．４重量％が、モ
ナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相、およそ２．１重量％が、アルミン酸ランタン化合物（
すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の第３相であり、不純物の含有率が少なかった。

実施例３による粒子を作製し、分析した。図１５は、実施例３によって形成された粒子
材料のＳＥＭ像を含む。示すように、本体１５０１は、本体１５０１を通して実質的に均
一な分布を含んでおり、「ハロ」領域の根拠が概して識別できない。

実施例４
粒子材料の第４サンプル（Ｓ４）を実施形態実施形態にしたがって作製し、特に、粒子
材料Ｓ１を形成するのに用いたものと同じ技法を利用するが、該プロセスは、成形研磨粒
子の含浸を対象としている。したがって、原料粉末は、形成後に乾燥されたグリーン（す
なわち、未焼結）成形研磨粒子の形態である。第１成分をグリーン成形研磨粒子に添加し
、粒子を仮焼し、仮焼した粒子に第２成分を添加する。本体に含浸させた両方の添加剤成
分を有する仮焼粒子を焼結する。図１６は、実施例４にしたがって形成された例示的な粒
子材料の図示を含む。示すように、本体１６０１は、本体の周辺領域１６０２に第２相の
不均一な分布を含んでおり、本体１６０１の内部における中心領域１６０３とは一般に異
なる、本体１６０１内での「ハロ」領域を一般に定義している。

サンプルＳ４の粒子材料は、理論密度のおよそ９７．５％の密度を有し、およそ９７．
６％が、αアルミナの第１相、およそ０．９重量％が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２
相、およそ１．５重量％が、アルミン酸ランタン化合物（すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ
_１９）の第３相であり、不純物の含有率が少ない。
実施例５

第５サンプル（Ｓ５）、第６サンプル（Ｓ６）、および第７サンプル（Ｓ７）を実施例
４にしたがって形成し、これにより、異なる含有率のモナザイトを含む三角形状の研磨粒
子を形成した。第５サンプルＳ５は、３．８重量％のモナザイトおよびおよそ２．５重量
％のアルミン酸ランタンを含み、サンプルＳ６は、８．３重量％のモナザイトおよびおよ
そ２．５重量％のランタンアルミナを有し、サンプルＳ７は、１２．９重量％のモナザイ
トおよびおよそ１．５重量％のランタンアルミナを有する。各サンプルは、約１ミクロン
未満の平均結晶サイズのαアルミナを有した。サンプルを実施例１に詳述した研削試験に
したがって試験した。図１７は、サンプルＳ５、Ｓ６、およびＳ７を用いた研削試験での
、特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。研削試験を、４インチ
^３／分インチの材料除去率で、０．２インチ^３／間隔の短い間隔の除去における研削にお
いて、７５００ｓｆｐｍのホイール速度で、乾燥プランジ研削操作として操作して、３０
４ステンレス鋼のワークピース上で実施した。示すように、サンプルＳ５、Ｓ６、および
Ｓ７は、互いと比較して異なる研削性能を実証した。

本出願は、当該分野の状態からの発展を表している。当該業界は、アルミナ材料が、あ
る一定の添加剤、例えば、ジルコニア、マグネシア、ランタン、およびカルシア、ならび
にかかる要素の組み合わせ、例えば、モナザイトを含む原料鉱物添加剤を有していてよい
ことを認識しているが、当該業界は、本明細書に開示されている特徴の組み合わせの有意
性を認識していなかった。とりわけ、本明細書における実施形態の粒子材料は、限定され
ないが、組成、添加剤、形態、二次元形状、三次元形状、相の分布、高さの差、高さプロ
ファイルの差、フラッシング百分率、高さ、ディッシング、特定の研削エネルギーの半減
期の変化、およびこれらの組み合わせを含めた固有の特徴の組み合わせを生じ得る固有の
プロセスを通して形成され得る。実際に、本明細書における実施形態の粒子材料は、顕著
かつ予想外の性能を生ずることが証明された。

上記主題は、説明的であって制限的でないとみなされるべきであり、添付の特許請求の
範囲は、本発明の真の範囲内にある全てのかかる変更、向上、および他の実施形態をカバ
ーすることが意図される。このように、本発明の範囲は、法によって許容される最大の程
度まで、以下の特許請求の範囲およびその等価物の最も広範な容認される解釈によって決
定されるべきであり、上記の詳細な説明によって制限または限定されてはならない。

開示の要約書は、特許法に従うように付与されており、特許請求の範囲またはこれの意
味を解釈または限定するのに用いられないという理解で提出されている。また、上記の詳
細な説明において、種々の特徴が、開示の簡略化の目的で単一の実施形態において一緒に
グループ化または記載されている場合がある。本開示は、特許請求の範囲の実施形態が、
各特許請求の範囲に明確に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反
映していると解釈されてはならない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映しているとき
は、発明の主題が、任意の開示されている実施形態の全ての特徴よりも少ないものを対象
とする場合がある。このように、以下の特許請求の範囲は、各特許請求の範囲が、別個に
特許請求されている主題を定義するとして自身を主張して、詳細な説明に組み込まれる。

Claims (15)

1. アルミナを含む第１相と、リンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体で構成された粒子材料であって、前記本体の周辺領域内の前記第２相の含有率が、前記本体の中心領域内の前記第２相の含有率と比較して高く、前記周辺領域は、前記中心領域を取り囲み、かつ前記本体の全体積の少なくとも５％を含み、前記本体は、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌ _１１ Ｏ _１８ ）を含む第３相を含む、粒子材料。
2. 前記本体が、前記本体の全重量の少なくとも０．２重量％かつ３０重量％以下の前記第２相を含む、請求項１に記載の粒子材料。
3. 前記第２相が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む、請求項１に記載の粒子材料。
4. 前記第２相が、リン酸塩および少なくとも１つの希土類元素を含む、請求項１に記載の粒子材料。
5. 前記第１相が、１ミクロン以下の平均グレイン径を有するグレインである、請求項１に記載の粒子材料。
6. 前記本体が、成形研磨粒子である、請求項１に記載の粒子材料。
7. 前記本体が、比［Ｗ１／Ｗ２］を含み、Ｗ１は前記本体内の前記第１相の重量％を表し、Ｗ２は前記本体内の前記第２相の重量％を表し、前記比［Ｗ１／Ｗ２］が、少なくとも１．５である、請求項１に記載の粒子材料。
8. 前記本体が、１重量％以下の、遷移金属元素、アルカリ土類元素、アルカリ元素、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される不純物元素を含む、請求項１に記載の粒子材料。
9. 前記本体が、比［Ｇ１／Ｇ２］を含み、Ｇ１は前記第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ２は前記第２相の平均グレイン径を表し、前記比［Ｇ１／Ｇ２］が、少なくとも１．１である、請求項１に記載の粒子材料。
10. アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体で構成された粒子材料であって、前記第２相が、前記本体の全体に亘って不均一に分散されており、前記第１相が、１０ミクロン以下の平均グレイン径を有し、前記本体は、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌ _１１ Ｏ _１８ ）を含む第３相を含む、粒子材料。
11. アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体を有する粒子材料であって、前記本体の周辺領域内の前記第２相の含有率が、前記本体の中心領域内の前記第２相の含有率と比較して高く、前記本体が、成形研磨粒子であり、前記周辺領域は、前記中心領域を取り囲み、かつ前記本体の全体積の少なくとも５％を含み、前記本体は、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌ _１１ Ｏ _１８ ）を含む第３相を含む、粒子材料。
12. 前記第２相が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む、請求項１０に記載の粒子材料。
13. 前記本体が、成形研磨粒子である、請求項１０に記載の粒子材料。
14. 前記第２相が、ＬａＰＯ_４を含む、請求項１１に記載の粒子材料。
15. 前記粒子材料が、被覆研磨物品および結合研磨物品からなる群から選択される固定研磨物品の一部である、請求項１１に記載の粒子材料。

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